Applicazioni biomediche delle biofotoniche

La biofotonica è la scienza della produzione ed i fotoni o l'indicatore luminoso d'utilizzazione all'immagine, identificano e materiali biologici dell'ingegnere. È l'integrazione delle quattro tecnologie importanti: biotecnologia, laser, fotonica e nanotecnologia. Le applicazioni biomediche delle biofotoniche comprendono le interazioni leggere nella medicina e nella biologia allo scopo della sanità.

Biofotonica diagnostica

La biofotonica diagnostica è usata per diagnosticare le malattie nelle loro fasi iniziali prima che i sintomi medici reali si presentino in pazienti. Usando l'ottica, la biofotonica diagnostica fornisce parecchi vantaggi di percezione e della rappresentazione al livello molecolare ed egualmente raccoglie i dati multidimensionali per la valutazione. Le tecnologie basate su indicatore luminoso sono generalmente senza contatto con meno effetto su integrità dei soggetti umani e, conseguentemente, possono applicarsi facilmente in situ.

  • Etichettatura ottica: Le proteine, le celle, il DNA ed i tessuti sono etichettati con i tag ottici e la loro incandescenza o fluorescenza è misurata; anche, secondo la situazione patologica o fisiologica i cambiamenti sono analizzati.
  • Visualizzazione delle strutture complesse: La tecnologia laser avanzata ha migliorato la rappresentazione delle strutture retiniche del sistema vascolare e di altri nervi ottici per fornire la diagnosi precisa delle malattie oculari. Osservando le modifiche accadere nei capillari oculari, la diagnosi dei disturbi vascolari comuni è permessa a.
  • Diagnosi livellata cellulare: Le tecnologie ottiche specializzate che comprendono i laser e le applicazioni fotoniche e biophotonic nella medicina forniscono l'assistenza nell'osservazione e nell'identificazione la biochimica cellulare e le loro funzioni, l'integrità dell'organo e delle caratteristiche dei tessuti.
  • Endoscopi ottici: Nelle applicazioni mediche, la combinazione di fibre ottiche e di endoscopi è usata per la meno rappresentazione ed ambulatorio dilaganti degli organi interni. La luce laser con l'intensità ad alto livello è consegnata facendo uso di una fibra ottica ad una regione interna dell'organismo, per esempio, per sradicare i tumori.

© Thomas Klee/Shutterstock.com

Biofotonica terapeutica

Le applicazioni di indicatore luminoso comprendono il trattamento delle malattie alterando i trattamenti biologici. L'indicatore luminoso è usato per la modificazione delle funzioni cellulari fotochimico ed eliminare i tessuti tramite il trattamento fotomeccanico o photothermal.

  • Contatto termico: In questo metodo, il calore è prodotto da luce laser ad alta energia, che è usata per interrompere i tessuti e, quindi l'impatto principale di luce laser è photothermal. La risposta a luce laser del tessuto dell'obiettivo dipende dalle dimensioni di aumento nel contenuto idrico e della temperatura in quel tessuto specifico.
  • Bioimaging: Ciò è tecnica di rappresentazione non invadente che prevede i trattamenti biologici in tempo reale. Questa tecnica punta su abbassare l'impatto dei trattamenti cellulari il più possibile. Con la bio--rappresentazione, i livelli del metabolita o dello ione di trattamenti molecolari sono quantificati. Gli ultimi sviluppi nella bio--rappresentazione comprendono la microscopia di eccitazione della fluorescenza di trasferimento e del due-fotone di energia di risonanza della fluorescenza. Le immagini che sono ricostruite in entrambi i 2D e 3D hanno migliorato l'efficace visualizzazione dei trattamenti e dei modelli di malattia.
  • Photobiostimulation: Il trattamento di attivazione le celle o degli organismi in tensione tramite radiazione di laser è conosciuto come biostimulation. Il laser dell'intensità bassa ed il diodo luminescente sono utilizzati largamente nei vari aspetti dai dermatologi, dai dentisti e dai chirurghi. Queste radiazioni di laser sono minimo alimentato e non generano il calore che possa interrompere i tessuti biologici. Promuovono un effetto di maturazione dall'infiltrazione profonda nei tessuti, permettendo alla progressione dell'effetto fotochimico.
  • Tomografia ottica di coerenza (OCT): Questo metodo può offrire la rappresentazione ottica di alta risoluzione contrassegna contrassegno con più alta frequenza di campionamento della valutazione intraoperative. OTTOBRE è una tecnologia di sviluppo veloce con la capacità di influenzare molti campi di biologia umana e di medicina clinica. È analogo all'ultrasuono in cui l'indicatore luminoso riflesso è individuato invece del suono. Può essere utilizzato nel funzionamento delle biopsie ottiche generando le immagini che sono simili alle sezioni istologiche senza alcuna rimozione o macchiare dei tessuti. OTTOBRE è utilizzato potenzialmente nello studio di vari tumori ed egualmente si applica come ambulatorio intraoperative nel cancro al seno.

Applicazioni nel campo di ricerca

La ricerca in biofotonica punta su migliorare la percezione e le tecniche di rappresentazione ottiche per studiare la struttura e la funzione delle celle o del tessuto ai livelli microscopici e nanoscopic.

  • Spettroscopia: La spettroscopia si occupa dello studio su relazione fra energia e la materia emesse. Una radiazione elettromagnetica è uno spettro che è emesso o assorbito da un campione. Ciò è stata classificata nei vari tipi quali la fluorescenza, l'infrarosso, l'ultravioletto, a risonanza magnetica nucleare, assorbimento e la spettroscopia di massa. La spettroscopia di Raman è un metodo di scattering basato su effetto Raman. In scattering di Raman, la differenza di energia produce un'eccitazione vibratoria molecolare.
  • Photomechanics: Le analisi fotomeccaniche sono basate sull'ottica usata per studiare i beni di gradiente in materiali biologici. Egualmente è utilizzato per l'esame della relazione fra la sollecitazione e lo sforzo meccanici nella struttura della dentina della root. Le particelle sensibili alla luce in soluzioni o solidi del polimero subiranno una conversione da indicatore luminoso ad energia meccanica chiamata contrazione della foto.
  • Sensori a fibra ottica: Questa tecnica si occupa del telerilevamento delle specifiche fisiche e chimiche. Mettendo a fuoco attacchi la parte centrale e dirigendo verso un campione, le informazioni analitiche sono ottenute. I segnali ottici sono riflessi indietro attraverso le stesse fibre e l'intensità è calcolata. È largamente accettata nella rilevazione degli analiti clinici e biochimici, per esempio, metaboliti, immunoproteins, enzimi ed elettroliti del siero. I sensori che reagiscono a questi parametri spesso sono chiamati biosensori.

Sorgenti

  1. http://globalresearchonline.net/journalcontents/v21-1/60.pdf
  2. http://biophotonics.illinois.edu/sites/default/files/SPIE-Newsroom-IntraOp-OCT.pdf
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4207253/
  4. http://microscopy.berkeley.edu/courses/TLM/fluor_techniques/FRAP.html
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4126803/
  6. http://www.ramauniversityjournal.com/pdf_dec2016/2016;3(4);11-18.pdf
  7. https://web.stanford.edu/~palanker/publications/retinal%20chip%20SPIE%202005.pdf

Further Reading

Last Updated: Feb 26, 2019

Comments

The opinions expressed here are the views of the writer and do not necessarily reflect the views and opinions of News-Medical.Net.
Post a new comment
Post