Pigmentul egiptean antic inspiră dezvoltarea unui nou instrument de imagistică cerebrală avansată
În domeniul imagisticii medicale, agenții de contrast inovatori sunt foarte căutați.
Robert Nissler, specialist în științele materialelor, a creat un nano-pigment ultra-strălucitor în infraroșu apropiat, destinat să ofere imagini de înaltă rezoluție ale structurilor complexe ale creierului. În Egiptul antic, precursorul pigmentului pe bază de cupru, Albastru Egiptean, era deja apreciat pentru culoarea sa albastră strălucitoare.
Tehnicile de imagistică sunt utilizate pentru a detecta boli și a monitoriza tratamentele medicale. Pentru aceasta, agenții de contrast inovatori trebuie să evolueze alături de avansurile în capacitățile radiologice. O echipă condusă de Nissler și Inge Herrmann de la laboratorul Nanomaterials in Health de la Empa din St. Gallen, ETH Zurich, Spitalul Universitar Balgrist și Universitatea din Zurich a dezvoltat un nano-pigment care permite obținerea de imagini de înaltă rezoluție ale structurilor cerebrale.
Un albastru vibrant
Echipa a identificat un material istoric promițător, cunoscut sub numele de Albastru Egiptean, un pigment considerat unul dintre primii coloranți produși artificial în istoria umanității, folosit acum peste 4.500 de ani, de exemplu, în picturile murale, pe ceramica antică și pe statuile egiptene. Pe lângă culoarea sa albastră strălucitoare, vizibilă cu ochiul liber, Albastru Egiptean își dezvăluie secretul specialelor camere: atunci când este iluminat cu lumină în infraroșu apropiat în întuneric, acesta fluoresce și emite lumină.
Un proces scalabil și blând
Proprietatea de fluorescență în lumina cu lungimi de undă mari a fost de mare interes pentru cercetători, însă provocarea a constat în procesarea materiei prime într-un mod atât de delicat încât structurile nanometrice bidimensionale să își păstreze strălucirea fascinantă pe parcursul procesului. Nissler a folosit așa-numita sinteză prin flacără, care inversează complet procesul istoric de fabricație: în loc să măcinăm minereul de cupru și să-l prelucrăm cu căldură până se obține un pigment fin, Nissler a început cu nanoparticule care formează întâi particule de oxid metalic prin sinteză prin flacără; într-un al doilea pas, folosind iradierea cu laser, particulele se asamblează în straturi nanometalice ultra-strălucitoare bidimensionale.
Acest proces nu numai că este blând și controlabil, dar este de asemenea scalabil la scară industrială.
Potențial pentru diagnosticare și terapie
Inge Herrmann, liderul echipei, este optimist: „Noul material hibrid este potrivit pentru imagistica în timp real de super-înaltă rezoluție.” De exemplu, ar putea fi urmărită calea celulelor imune individuale care au preluat anterior nano-pigmentul în țesuturi, explică inginerul. Ceea ce a părut promițător în experimentele de laborator desfășurate în colaborare cu experți în imagistică conduși de Daniel Razansky de la ETH Zurich și Universitatea din Zurich urmează să fie avansat spre aplicații clinice în etapa următoare. Pe lângă posibilitățile de diagnosticare, cercetătorii văd și potențialul de a cupla agenți terapeutici la nano-pigment pentru a dezvolta terapii inovatoare cu imagistică integrată.
