science >> Wetenschap >  >> Chemie

Een verbeterde inkt voor colon-tatoeages

Een commerciële inkt (links) diffundeert ver van de injectieplaatsen (pijlen) onder de huid van een muis, maar een nieuwe tatoeage-inkt voor de dikke darm (rechts) diffundeert veel minder. Credit:Jordan Yaron, Ph.D.

De dikke darm is misschien de laatste plaats waar mensen een tatoeage zouden overwegen, maar endoscopische tatoeage is een belangrijke medische techniek voor het markeren van colorectale laesies voor een operatie of follow-up. Tegenwoordig rapporteren wetenschappers een inkt van de volgende generatie voor deze markeringen die minder diffundeert en meer biocompatibel is dan bestaande inkten. De nieuwe formulering zou het gemakkelijker kunnen maken om complexe colonpoliepen en tumoren te identificeren en te verwijderen, zeggen de onderzoekers.

Ze zullen hun resultaten vandaag presenteren op de voorjaarsbijeenkomst van de American Chemical Society (ACS).

Volgens de American Cancer Society is colorectale kanker de derde meest gediagnosticeerde kanker in de VS en de tweede belangrijkste doodsoorzaak door kanker. Maart is de bewustmakingsmaand voor colorectale kanker, wanneer mensen ouder dan 50 jaar worden herinnerd aan een colonoscopie, of endoscopisch onderzoek van de dikke darm, om kankerachtige en precancereuze laesies op te sporen. Kleine poliepen kunnen meestal worden verwijderd op het moment van colonoscopie; grotere, complexe laesies worden echter vaak doorverwezen naar specialisten of chirurgen voor latere verwijdering.

"Vaak zijn dit zeer platte, zeer subtiele laesies, en het is nodig om ze te markeren zodat de specialist die later naar binnen gaat ze kan vinden", zegt Rahul Pannala, M.D., gastro-enteroloog en universitair hoofddocent geneeskunde aan de Mayo Clinic Arizona , die bij het onderzoek betrokken is. Om dit te doen, injecteren artsen een commerciële inkt, meestal gemaakt van roet, een paar centimeter van de laesie - een proces dat bekend staat als endoscopische of colon-tatoeage. "De in de handel verkrijgbare inkten hebben een hoog contrast, maar zodra ze zijn geïnjecteerd, verspreiden ze zich snel rond het gebied van de vlek", legt Subhadeep Dutta uit, een afgestudeerde student aan de Arizona State University, die het werk op de bijeenkomst presenteert. "Dus, de specialist kan verloren gaan over waar de laesie te vinden is." Sommige inkten kunnen ook ontstekingen veroorzaken of in andere weefsels diffunderen, met mogelijk bijwerkingen tot gevolg.

Daarom, Dutta; Pannála; Jordan Yaron, Ph.D.; en Kaushal Rege, Ph.D. (de hoofdonderzoeker van het project, aan de Arizona State University), wilde een nieuw type tatoeage-inkt voor de dikke darm ontwikkelen die deze beperkingen zou kunnen overwinnen. Om de inkt een sterke, donkere kleur te geven die gemakkelijk te zien zou zijn onder het zichtbare licht van een colonoscopie, kozen de onderzoekers voor van metaal afgeleide nanodeeltjes. Ze combineerden de nanodeeltjes met verschillende hoeveelheden en soorten polymeren die zich hechten aan het submucosale oppervlak in de dikke darm, waardoor de inkt niet kan diffunderen.

Ze testten de verschillende formuleringen, eerst in ontlede varkensdarmen en daarna in levende muizen. Omdat de darmen van muizen zo klein en moeilijk zijn om mee te werken, injecteerden de onderzoekers hun inkten onder de huid van de muizen als een modelsysteem om diffusie, ontsteking en beeldvorming te meten. "Uit onze preklinische studies tot nu toe ziet het contrast er goed uit en onze inktvlekken zijn echt geconcentreerd. Na 28 dagen zijn ze minstens drie tot vier keer kleiner dan de vlekken van de commerciële kleurstof", zegt Dutta. Hoewel er geen duidelijke tekenen van ontsteking zijn, voert het team nu histopathologische onderzoeken uit om te observeren of er microscopische veranderingen in de huid optreden en om de optimale inktformulering te helpen bepalen. Het team bereidt zich ook voor om de beste inkten te testen in echte endoscopische tatoeages van levende varkens.

Een ander voordeel van de nanodeeltjes is dat ze, in tegenstelling tot commerciële inkten, zichtbaar moeten zijn in röntgencomputertomografie (CT) -beeldvorming, hoewel de onderzoekers dit nog niet hebben getest. "Omdat de nanodeeltjes röntgen-CT-contrasteigenschappen hebben en ook zichtbaar zijn onder endoscopisch licht, denken we dat de nieuwe inkten multimodale beeldvorming mogelijk maken", zegt Rege. Dat kan artsen helpen een laesie beter te karakteriseren vóór de operatie.

Als de tatoeage-inkt superieur blijkt te zijn aan bestaande formuleringen, zeggen de onderzoekers dat dit zou kunnen leiden tot betere patiëntenzorg. "Het zou kunnen leiden tot een veiligere verwijdering van complexe poliepen en tumoren en tot een betere identificatie in beeldvormende scans", zegt Pannala. "En het is niet beperkt tot alleen darmkanker. Als we een inkt kunnen ontwikkelen die heel precies is, kunnen we die ook gebruiken om gezwellen en tumoren overal in de darm of zelfs in de alvleesklier te markeren." + Verder verkennen

Mayo Clinic Minute:wat u moet weten als colorectale kanker in de familie voorkomt