Ved hjelp av mikro-CT, en r?ntgenmetode som lager tredimensjonale bilder med h?y oppl?sning, kan forskere f? detaljerte innblikk i sm? pr?ver. Metoden har lenge v?rt brukt til ? studere harde strukturer som bein og tenner, som absorberer r?ntgenstr?ler effektivt og gir tydelig kontrast i bildene. Bl?tvev har derimot v?rt langt vanskeligere ? f? ?ye p?.
I doktorgradsarbeidet sitt har Torben Hildebrand jobbet med ? gj?re bl?tvev synlig i mikro-CT, uten ? ?delegge pr?vene. I stedet for ? endre selve r?ntgenutstyret, har han konsentrert seg om hvordan vevet kan forberedes f?r det avbildes.
Et teknisk sp?rsm?l i sentrum
Utgangspunktet for arbeidet er et grunnleggende teknisk sp?rsm?l: Hva avgj?r egentlig hva vi kan se med r?ntgenbasert avbildning?
– Mange tenker at det f?rst og fremst er biologien som setter grensene, sier Hildebrand. – Men i stor grad handler dette om fysikk. Det vi ser, avhenger av hvordan vevet samhandler med r?ntgenstr?ler, og hvordan signalene blir registrert.
Bl?tvev har nesten samme tetthet som vann og absorberer derfor r?ntgenstr?ler sv?rt d?rlig. Resultatet er bilder med lav kontrast, der viktige strukturer forsvinner i bakgrunnen.
N?r r?ntgen ser lenger enn lys
En av fordelene med mikro-CT er at r?ntgenstr?ler kan trenge langt dypere inn i vev enn synlig lys. Optiske metoder, som lys- og konfokalmikroskopi, er begrenset av hvor langt lyset n?r, og av at det spres i vevet.
– Med mikro-CT kan vi unders?ke hele pr?ver i tre dimensjoner, ikke bare tynne snitt, forklarer Hildebrand.
Dette gj?r metoden s?rlig nyttig for st?rre eller komplekse vevspr?ver, der forskere ?nsker ? se hvordan strukturer henger sammen romlig.
Kontrastmidler gj?r bl?tvev synlig
For ? l?se kontrastproblemet har Hildebrand brukt kontrastmidler, stoffer som binder seg til bestemte deler av vevet og absorberer r?ntgenstr?ler bedre enn selve bl?tvevet.
– Du kan tenke p? kontrastmidler som en markeringstusj, sier han. – De endrer ikke strukturen i vevet, men gj?r bestemte komponenter lettere ? se.
Ulike kontrastmidler binder seg til ulike strukturer, for eksempel celler, blod?rer eller bestemte molekyler. En viktig del av arbeidet har v?rt ? unders?ke hvilke kontrastmidler som egner seg best til ulike typer vev, og hvordan sm? endringer i forberedelsen p?virker bildekvaliteten.
– Det avgj?rende er ikke bare hvilket kontrastmiddel man bruker, men hvordan pr?ven behandles f?r avbildning, sier Hildebrand.
Tenner som egnet testmodell
Mye av forskningen er gjort p? tenner, som inneholder b?de hardt vev og bl?tvev tett sammen. Det gj?r dem til en godt egnet testmodell for ? studere samspillet mellom ulike vevstyper.
I flere fors?k ble tennene f?rst delvis avkalket for ? redusere den sterke kontrasten fra det harde vevet. Deretter ble pr?vene behandlet med kontrastmidler som binder seg til bl?tvev, blant annet blodceller. P? denne m?ten kunne forskerne visualisere indre bl?tvevsstrukturer i tre dimensjoner, samtidig som pr?vene forble intakte.
Virtuell histologi
Bildene som produseres med mikro-CT, kan brukes til s?kalt virtuell histologi. I tradisjonell histologi m? vev skj?res i tynne snitt, farges og unders?kes i mikroskop. Det gir detaljerte bilder, men er b?de tidkrevende og destruktivt.
– Med virtuell histologi kan vi unders?ke vev i tre dimensjoner og lage digitale snitt i hvilken som helst retning, forklarer Hildebrand.
Metoden kan brukes til ? f? oversikt over hele strukturer f?r man eventuelt g?r videre med mer invasive analyser, og kan dermed redusere behovet for mange pr?ver.
N?r avansert r?ntgenkvalitet i laboratoriet
I arbeidet har Hildebrand ogs? sammenlignet mikro-CT i laboratoriet med avbildning ved store synkrotronanlegg, som gir sv?rt kraftige og presise r?ntgenstr?ler, men som er kostbare og vanskelige ? f? tilgang til.
– Med riktig bruk av kontrastmidler kan vi oppn? bildekvalitet som kommer overraskende n?r det man f?r ved slike anlegg, sier han.
Det kan gj?re avansert bl?tvevsavbildning tilgjengelig for langt flere forskningsmilj?er.
Relevans utover tannforskning
Selv om arbeidet tar utgangspunkt i tannforskning, har metodene langt bredere anvendelse. De kan brukes til ? studere biomaterialer, vevsteknologiske konstruksjoner og organoider som er sm?, tredimensjonale vevsmodeller dyrket i laboratoriet.
– Dette er metoder som kan brukes der strukturene er for store eller komplekse for tradisjonell mikroskopi, sier Hildebrand.
Et nytt verkt?y for tredimensjonal vevsforskning
澳门葡京手机版app下载en viser at utviklingen innen medisinsk avbildning ikke bare handler om bedre maskiner, men ogs? om smartere bruk av eksisterende teknologi. Ved ? kombinere mikro-CT med m?lrettet bruk av kontrastmidler kan forskere studere bl?tvev i tre dimensjoner uten ? ?delegge pr?vene.
P? sikt kan slike metoder gi ny innsikt i b?de normal vevsstruktur og sykdomsprosesser, og bli et viktig verkt?y i biomedisinsk forskning.