Новости химической науки > Рамановская спектроскопия поможет стоматологам

Американские исследователи приспособили систему формирования сигналов изображения с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния, чтобы разработать эффективный способ распознавания признаков появлений кариозных полостей зубов.

Кариозные полости зубов появляются, когда молочная кислота, вырабатываемая бактериями, обитающими в полости рта, разрушает защитное минеральное покрытие на зубах, оставляя их подверженными разрушению. Ранние признаки кариеса являются жизненно важными факторами для успешного лечения этого заболевания на ранней стадии, предупреждения развития инфекций, дающих болезненные ощущения и потерю зубов. Однако выявление этих признаков с помощью визуального осмотра или рентгеновских снимков часто является сложным делом даже для опытного стоматолога.

Рамановская спектроскопия обычно используется для определения содержания минеральных солей в тканях тела, поскольку этот спектральный метод является очень чувствительным по отношению к содержащемся в материале кристаллам минеральных веществ. Однако при использовании классической Рамановской визуализация необходимо применять линейный луч лазера, который создает набор спектров, при этом требуется, чтобы анализируемый образец перемещался относительно лазера. Это отнимает много времени и ограничивает возможности применения Рамановской спектроскопии в клиническом аспекте.

Местоположение сигналов минеральных веществ зуба помогает отличить здоровую эмаль от кариозных полостей. (Рисунок из Analyst, 2014, DOI: 10.1039/c4an00164h)

Широкопольная Рамановская регистрация сигнала как более эффективный метод анализа изучается Озаном Аккусом (Ozan Akkus) и его исследовательской группой из Западного резервного университета Кейза.

Разработанная недавно исследователями методика сочетает широкопольную Рамановскую регистрацию спектра с лазерами ближнего инфракрасного диапазона, специальными фильтрами и камерами 2D полупроводникового приёмника света [2D-charge-coupled device (CCD)]. Такая методика отличается от классического метода регистрации Рамановских спектров съемки тем, что позволяет анализировать большую по размеру площадь поверхности анализируемого образца.

Области с низким и высоким содержанием минеральных солей идентифицируются в методе как слабые и сильные сигналы в спектре координационного рассеивания соответственно, причем это происходит в 13 раз быстрее, чем этого можно было добиться, применяя уже существующие Рамановские методики. Аккус подчеркивает, что если бы стоматологи смогли получить изображение минеральной составляющей по всей поверхности зуба, то они смогли бы распознать и разобраться с любыми возникающими проблемами еще на ранней стадии.

Джемма Кернс (Jemma Kerns), эксперт в области Рамановской спектроскопии из Университетского колледжа Лондона в Великобритании, считает, что такое применение Рамановского спектроскопического изображения для определения изменений минерализации при поражении зуба является значимым и создаст возможности для усовершенствования лучших методов лечения, что в будущем проявится только положительным результатом для пациентов.

Аккус говорит, что в настоящий момент его исследовательская группа нацелена на расширение области, которую можно изучить с помощью КР-визуализации, и на понижение стоимости процедуры для того, чтобы можно было перенести этот метод в область практического применения.

Источник: Analyst, 2014, DOI: 10.1039/c4an00164h

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #медицинская химия, #химия поверхности, #химия твердого тела