Applications biomédicales de Biophotonics

Biophotonics est la science de la production et les photons ou la lumière de utilisation à l'image, recensent, et les matériaux biologiques de technicien. C'est l'intégration de quatre technologies importantes : biotechnologie, lasers, photonics, et nanotechnologie. Les applications biomédicales du biophotonics comprennent des interactions légères dans le médicament et la biologie aux fins de la santé.

Biophotonics diagnostique

Le biophotonics diagnostique est employé pour trouver les maladies à leurs étapes initiales avant que les sympt40mes médicaux réels se produisent dans les patients. À l'aide du bloc optique, le biophotonics diagnostique fournit plusieurs avantages de la détection et de la représentation au niveau moléculaire et rassemble également des caractéristiques multidimensionnelles pour le bilan. Les technologies basées sur la lumière sont généralement sans contact avec moins d'effet sur l'intégrité des êtres vivants et, par conséquent, peuvent facilement être appliquées in situ.

  • Étiquetage optique : Des protéines, les cellules, l'ADN, et les tissus sont étiquetés avec les balises optiques et leur incandescence ou fluorescence est mesurée ; aussi, selon la situation pathologique ou physiologique les modifications s'analysent.
  • Visualisation des structures complexes : La technologie laser avancée a la représentation améliorée des structures rétiniennes de réseau vasculaire et d'autres nerfs optiques pour fournir le diagnostic précis des maladies oculaires. En observant les modifications se produire dans les capillaires oculaires, le diagnostic des affections vasculaires courantes est activé.
  • Diagnostic de niveau cellulaire : Les technologies optiques sophistiquées concernant des lasers, et les applications photoniques et biophotonic en médicament fournissent l'aide en observant et en recensant des biochimies cellulaires et leurs fonctionnements, intégrité d'organe, et les caractéristiques des tissus.
  • Endoscopes optiques : Dans les applications médicales, la combinaison des fibres optiques et des endoscopes est employée pour moins de représentation et de chirurgie invasives des organes internes. La lumière laser avec l'intensité de haut niveau est fournie utilisant une fibre optique à une région du corps intérieure, par exemple, pour supprimer des tumeurs.

© Thomas Klee/Shutterstock.com

Biophotonics thérapeutique

Les applications de la lumière comprennent la demande de règlement des maladies en modifiant des procédés biologiques. La lumière est employée pour modifier les fonctions cellulaires photochimiquement et pour retirer des tissus par procédé photomécanique ou photothermique.

  • Contact thermique : Dans cette méthode, la chaleur est produite par la lumière laser de grande énergie, qui est employée pour perturber les tissus et, par conséquent le choc principal de la lumière laser est photothermique. La réaction à la lumière laser du tissu cible dépend de l'ampleur de l'augmentation de la température et de la teneur en eau en ce tissu spécifique.
  • Bioimaging : C'est la technique d'imagerie non envahissante qui conçoit des procédés biologiques en temps réel. Cette technique vise à abaisser le choc des processus cellulaires autant que possible. Par la bio-représentation, les niveaux d'ion ou de métabolite des processus moléculaires sont mesurés. Les derniers développements dans la bio-représentation comprennent le transfert d'énergie de résonance de fluorescence et la microscopie d'excitation de fluorescence de deux-photon. Les images qui sont reconstruites dans les deux 2D et les 3D ont amélioré la visualisation efficace des procédés et des modèles de la maladie.
  • Photobiostimulation : Le procédé d'activer les cellules ou les organismes sous tension par la radiothérapie de laser est connu comme biostimulation. Le laser d'intensité réduite et le light emitting diode sont grand employés dans aspects variés par des dermatologues, des dentistes, et des chirurgiens. Ces radiothérapies de laser sont le bas actionné et ne produisent pas de la chaleur qui peut perturber les tissus biologiques. Elles introduisent un effet corrigeant par pénétration profonde dans les tissus, activant l'étape progressive de l'effet photochimique.
  • Tomographie optique de cohérence (OCT) : Cette méthode peut offrir la représentation optique de haute résolution marque marque avec une plus haute fréquence d'échantillonnage de bilan peropératoire. OCT. est une technologie se développante rapide avec la capacité d'influencer beaucoup d'inducteurs de biologie humaine et de médecine clinique. Il est analogue à l'ultrason en lequel la lumière réfléchie est trouvée au lieu du son. Il peut être employé dans le fonctionnement des biopsies optiques en produisant des images qui sont assimilées aux parties histologiques sans aucun démontage ou éponger des tissus. OCT. est employé potentiellement dans l'étude des tumeurs variées et est également appliqué en tant que chirurgie peropératoire dans le cancer du sein.

Applications dans le domaine de la recherche

La recherche dans le biophotonics vise à améliorer la détection et les techniques d'imagerie optiques pour étudier la structure et le fonctionnement des cellules ou du tissu aux niveaux microscopiques et nanoscopic.

  • Spectroscopie : La spectroscopie traite l'étude du rapport entre l'énergie et la question émises. Un rayonnement électromagnétique est un spectre qui est émis ou absorbé par un échantillon. Ceci a été classifié dans les types variés tels que la fluorescence, l'infrared, l'ultra violet, la résonance magnétique nucléaire, l'absorption, et la spectroscopie de masse. La spectroscopie de Raman est une méthode de dispersion basée sur l'effet de Raman. En Raman dispersant, la différence d'énergie produit une excitation vibratoire moléculaire.
  • Photomechanics : Des analyses photomécaniques sont basées sur le bloc optique employé pour étudier les propriétés de gradient en matériaux biologiques. Il est également employé pour examiner la relation entre l'effort et la contrainte mécaniques dans la structure de la dentine de fond. Les particules sensibles à la lumière en solutions ou solides de polymère subiront une conversion de la lumière en contraction appelée de photo d'énergie mécanique.
  • Détecteurs de fibre optique : Cette technique traite la télédétection des caractéristiques matérielles et chimiques. En orientant la lumière dans la partie centrale et la direction vers un échantillon, l'information analytique est obtenue. Les signes optiques sont réfléchis de retour en travers des mêmes fibres et l'intensité est prévue. On le reçoit grand en trouvant les analytes cliniques et biochimiques, par exemple, métabolites, immunoproteins, enzymes, et électrolytes de sérum. Les détecteurs qui réagissent à ces paramètres sont souvent les biocapteurs appelés.

Last Updated: Feb 26, 2019

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