伊利诺伊州CHAMPAIGN - 两位伊利诺伊大学科学家之间的偶然对话开启了生物医学研究人员与他们研究的组织之间的新沟通渠道。“美国国家科学院院刊”报道的新发现表明，高强度聚焦超声波可以穿透生物组织，激活能够执行特定任务的分子。
在体外和小鼠中进行的研究解决了为了治疗目的而无创进入深部组织的挑战，而不会造成永久性损伤。该研究成功地证明了在使用已经批准用于医疗用途的技术的同时，以非常有针对性的方式按需触发化学反应的能力。
“从广义上讲，我们正在努力开发最终可用于生物医学应用的遥控系统，”卡尔伊利诺伊医学院院长，贝克曼高级科学与技术研究所研究员李金说。在伊利诺伊州和一位研究合着者。
“我了解到King有兴趣找到一种利用光远程激活基因的方法 - 一种称为光遗传学的领域，”贝克曼研究所所长，化学教授和研究合着者杰弗里摩尔说。“这给了他一个很好的机会告诉他我在合成聚合物化学和力学方面的研究。”
摩尔研究称为机械细胞的合成分子，通过改变颜色或产生光来响应力 - 他认为这可能利用超声波的机械力并引发发光的化学反应。这个概念正是李正在寻求的。研究人员说，光不能穿过不透明的材料，但超声波 - 具有良好记录的安全记录 - 可以。
“光在不透明材料中的穿透范围有限，包括活组织，”李说。“利用超声波穿透不透明材料然后触发机械工作者在这些材料深处产生光线的能力将为基因激活等应用开辟许多可能性。”
尽管研究人员已经成功地证明了生物组织中的光的远程生成而没有造成损害，但是光的强度仍然不足以用于光遗传学应用。
“我们正在接近，”摩尔说。“当我们完成这项研究时，我们在基因开启所需光强度的10倍左右，但现在我们接近2倍。”
跨学科的研究合作者团队，包括电气和计算机工程教授Michael Oelze和贝克曼研究所研究员Gun Kim，Vivian Lau和Abigail Halmes，继续改进该技术并寻求其他生物医学应用。
“这种高强度聚焦超声和机械相结合的组合可以用于许多应用，而光产量只是一个开始，”李说。“我们已经在积极探索其他应用程序。”
标签：无创组织治疗
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