Gelegen diep in de menselijke darm, de dunne darm is niet gemakkelijk te onderzoeken. Röntgenstralen, MRI's en echografiebeelden bieden snapshots, maar elk heeft beperkingen. Hulp is onderweg.

Onderzoekers van de Universiteit van Buffalo ontwikkelen een nieuwe beeldvormingstechniek waarbij nanodeeltjes zijn gesuspendeerd in vloeistof om "nanosap" te vormen dat patiënten zouden drinken. Bij het bereiken van de dunne darm, doktoren sloegen de nanodeeltjes met een onschadelijk laserlicht, een ongeëvenaarde, niet-invasief, realtime weergave van het orgel.

Beschreven op 6 juli in het tijdschrift Natuur Nanotechnologie , de vooruitgang kan artsen helpen beter te identificeren, gastro-intestinale aandoeningen begrijpen en behandelen.

"Conventionele beeldvormingsmethoden tonen het orgaan en blokkades, maar met deze methode kun je in realtime zien hoe de dunne darm werkt, " zei corresponderende auteur Jonathan Lovell, doctoraat, UB universitair docent biomedische technologie. "Betere beeldvorming zal ons begrip van deze ziekten verbeteren en artsen in staat stellen effectiever te zorgen voor mensen die eraan lijden."

De gemiddelde menselijke dunne darm is ongeveer 23 voet lang en 1 inch dik. Geklemd tussen de maag en de dikke darm, het is waar een groot deel van de vertering en opname van voedsel plaatsvindt. Het is ook waar symptomen van het prikkelbare darm syndroom, coeliakie, De ziekte van Crohn en andere gastro-intestinale aandoeningen komen voor.

Om het orgel te beoordelen, artsen vereisen doorgaans dat patiënten een dikke, kalkachtige vloeistof genaamd barium. Artsen gebruiken dan röntgenstralen, magnetische resonantie beeldvorming en echografie om het orgel te beoordelen, maar deze technieken zijn beperkt met betrekking tot veiligheid, toegankelijkheid en gebrek aan voldoende contrast, respectievelijk.

Ook, geen enkele is zeer effectief in het leveren van real-time beeldvorming van bewegingen zoals peristaltiek, dat is de samentrekking van spieren die voedsel door de dunne darm stuwen. Disfunctie van deze bewegingen kan verband houden met de eerder genoemde ziekten, evenals bijwerkingen van schildklieraandoeningen, diabetes en de ziekte van Parkinson.

Lovell en een team van onderzoekers werkten met een familie van kleurstoffen die naftalcyanines worden genoemd. Deze kleine moleculen absorberen grote delen van het licht in het nabij-infraroodspectrum, dat is het ideale bereik voor biologische contrastmiddelen.

Ze zijn ongeschikt voor het menselijk lichaam, echter, omdat ze niet in vloeistof dispergeren en vanuit de darm in de bloedbaan kunnen worden opgenomen.

Om deze problemen aan te pakken, de onderzoekers vormden nanodeeltjes genaamd "nanonaps" die de kleurrijke kleurstofmoleculen bevatten en de mogelijkheid toegevoegd om in vloeistof te dispergeren en veilig door de darm te bewegen.

In laboratoriumexperimenten uitgevoerd met muizen, de onderzoekers dienden het nanosap oraal toe. Vervolgens gebruikten ze fotoakoestische tomografie (PAT), dat zijn gepulseerde laserlichten die drukgolven genereren die, wanneer gemeten, bieden een realtime en meer genuanceerd beeld van de dunne darm.

De onderzoekers zijn van plan om de techniek voor menselijke proeven te blijven verfijnen, en verplaatsen naar andere delen van het maagdarmkanaal.