Aplicações biomedicáveis de Biophotonics

Biophotonics é a ciência da produção e os fotão ou a luz de utilização à imagem, identificam, e materiais biológicos do coordenador. É a integração de quatro tecnologias principais: biotecnologia, lasers, photonics, e nanotecnologia. As aplicações biomedicáveis do biophotonics incluem interacções claras na medicina e na biologia para fins dos cuidados médicos.

Biophotonics diagnóstico

O biophotonics diagnóstico está usado para detectar doenças em suas fases iniciais antes que os sintomas médicos reais ocorram nos pacientes. Usando o sistema ótico, o biophotonics diagnóstico fornece diversas vantagens da detecção e da imagem lactente a nível molecular e igualmente recolhe dados multidimensional para a avaliação. As tecnologias baseadas na luz são geralmente contacto-livres com menos efeito na integridade de assuntos vivos e, conseqüentemente, podem facilmente ser aplicadas in situ.

  • Colocação de etiquetas óptica: As proteínas, as pilhas, o ADN, e os tecidos são etiquetados com as etiquetas ópticas e sua incandescência ou fluorescência são medidas; também, de acordo com a situação patológica ou fisiológico as mudanças são analisadas.
  • Visualização de estruturas complexas: A tecnologia laser avançada aumentou a imagem lactente de estruturas retinas do vasculature e de outros nervos óticos para fornecer o diagnóstico preciso de doenças da ocular. Observando as alterações ocorrer em capilares da ocular, o diagnóstico de desordens vasculares comuns é permitido.
  • Diagnóstico nivelado celular: As tecnologias ópticas sofisticadas que envolvem lasers, e as aplicações fotónicas e biophotonic na medicina fornecem o auxílio em observar e em identificar a bioquímica celular e as suas funções, a integridade do órgão, e as características dos tecidos.
  • Endoscópios ópticos: Em aplicações médicas, a combinação de fibras ópticas e de endoscópios é usada para menos imagem lactente e cirurgia invasoras dos órgãos internos. O laser com intensidade de nível elevado é entregado usando uma fibra óptica a uma região interna do corpo, por exemplo, para erradicar tumores.

© Thomas Klee/Shutterstock.com

Biophotonics terapêutico

As aplicações da luz incluem o tratamento das doenças alterando processos biológicos. A luz é usada alterando as funções celulares fotoquìmica e para remover os tecidos pelo processo fotomecânico ou fototérmico.

  • Contacto térmico: Neste método, o calor é produzido pelo laser alta-tensão, que é usado para interromper os tecidos e, daqui o impacto principal do laser é fototérmico. A resposta ao laser do tecido do alvo depende da extensão do aumento na temperatura e no índice de água nesse tecido específico.
  • Bioimaging: Esta é a técnica de imagem lactente não invasora que visualiza processos biológicos do tempo real. Esta técnica visa abaixar o impacto de processos celulares tanto quanto possível. Com a bio-imagem lactente, os níveis do íon ou do metabolito de processos moleculars são determinados. As revelações as mais atrasadas na bio-imagem lactente incluem a microscopia da excitação da fluorescência de transferência e do dois-fotão de energia da ressonância da fluorescência. As imagens que são reconstruídas em ambos os 2D e 3D aumentaram o visualização eficaz de processos e de modelos da doença.
  • Photobiostimulation: O processo de ativar pilhas ou organismos vivos pela radiação de laser é sabido como o biostimulation. O laser da baixa intensidade e o diodo luminescente são usados amplamente em vários aspectos por dermatologistas, por dentistas, e por cirurgiões. Estas radiações de laser estão a um ponto baixo posto e não geram o calor que pode interromper tecidos biológicos. Promovem um efeito de cura pela penetração profunda nos tecidos, permitindo a progressão do efeito fotoquímico.
  • Tomografia óptico da coerência (OCT): Este método pode oferecer a imagem lactente óptica de alta resolução etiqueta-livre com freqüência de amostra mais alta da avaliação intraoperativa. OUTUBRO é uma tecnologia tornando-se rápida com a capacidade para influenciar muitos campos da biologia humana e da medicina clínica. É análogo ao ultra-som em que a luz refletida é detectada em vez do som. Pode ser usado no funcionamento de biópsias ópticas gerando as imagens que são similares às secções histológicas sem nenhuma remoção ou mancha dos tecidos. OUTUBRO é usado potencial no estudo de vários tumores e igualmente aplicado como a cirurgia intraoperativa no cancro da mama.

Aplicações no campo da pesquisa

A pesquisa no biophotonics visa melhorar a detecção e as técnicas de imagem lactente ópticas para estudar a estrutura e a função das pilhas ou do tecido a níveis microscópicos e nanoscopic.

  • Espectroscopia: A espectroscopia trata o estudo da relação entre a energia e a matéria emissoras. Uma radiação eletromagnética é um espectro que seja emitido ou absorvido por uma amostra. Isto foi classificado em vários tipos tais como a fluorescência, o infravermelho, o ultravioleta, a ressonância magnética nuclear, a absorção, e a espectroscopia em massa. A espectroscopia de Raman é um método da dispersão baseado no efeito de Raman. Em Raman que dispersa, a diferença da energia produz uma excitação vibracional molecular.
  • Photomechanics: As análises fotomecânicas são baseadas no sistema ótico usado para estudar as propriedades do inclinação em materiais biológicos. É usado igualmente examinando o relacionamento entre o esforço e a tensão mecânicos na estrutura da dentina da raiz. As partículas sensíveis à luz em soluções ou em sólidos do polímero submeter-se-ão a uma conversão da luz à energia mecânica chamada contracção da foto.
  • Sensores da fibra óptica: Esta técnica trata a detecção remota de especificações físicas e químicas. Focalizando a luz na parte central e dirigindo a uma amostra, a informação analítica é obtida. Os sinais ópticos são reflectidos para trás através das mesmas fibras e a intensidade é calculada. Aceita-se amplamente em detectar analytes clínicos e bioquímicos, por exemplo, metabolitos, immunoproteins, enzimas, e eletrólitos do soro. Os sensores que reagem a estes parâmetros são chamados frequentemente biosensors.

Fontes

  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