Utilizzando una tecnologia all'avanguardia, ricercatori dell'Università del Maryland, La contea di Baltimora (UMBC) e l'Università di Baltimora (UMB) stanno testando un nuovo metodo di imaging a raggi X che utilizza il colore per identificare le microfratture nelle ossa. Le microfratture erano precedentemente impossibili da vedere utilizzando l'imaging a raggi X standard. I risultati associati a questo progresso nell'imaging TC (tomografia computerizzata) a colori (spettrale) sono pubblicati in Materiali funzionali avanzati .

Dalla scoperta dei raggi X nel 1895, le basi della tecnologia sono rimaste coerenti. Medici e scienziati li usano per vedere materiali densi, come ossa, ma le capacità della tecnologia sono state limitate. Dipanjan Pan, professore di chimica, ingegneria biochimica e ambientale UMBC, e professore di radiologia all'UMB, è l'autore corrispondente di questo nuovo studio. Guardando avanti alla prossima generazione della tecnologia a raggi X, lui chiede, "Come possiamo rilevare una microfrattura ossea, qualcosa che non è visibile utilizzando l'imaging a raggi X?"

Pan spiega che per esaminare questa domanda, il suo laboratorio ha sviluppato nanoparticelle che navigano e si attaccano specificamente alle aree in cui esistono microfratture. Gli piace chiamarle "particelle GPS". Hanno iniziato a condurre questa ricerca presso l'Università dell'Illinois Urbana-Champaign. I ricercatori hanno programmato le particelle per agganciarsi all'area corretta del microcrack. Una volta che le particelle si attaccano alle microfratture, rimangono lì, che è fondamentale per il processo di imaging.

Le particelle contengono l'elemento afnio. Una nuova tecnica basata sui raggi X sviluppata da una società con sede in Nuova Zelanda, MARS, acquisisce quindi immagini TC del corpo e le particelle di afnio appaiono a colori. Ciò fornisce un'immagine molto chiara di dove si trovano le microfratture ossee.

L'afnio viene utilizzato perché la sua composizione lo rende rilevabile ai raggi X, generando un segnale che può quindi essere utilizzato per l'immagine delle crepe. Il laboratorio di Pan ha dimostrato che l'afnio è abbastanza stabile da essere utilizzato nei test che coinvolgono creature viventi, e può essere espulso in modo sicuro dal corpo. Il laboratorio non ha ancora iniziato i test sugli esseri umani, ma la tecnologia per farlo potrebbe essere disponibile già nel 2020.

Per quanto riguarda altre applicazioni per l'imaging TC spettrale con questa innovazione all'afnio, la ricerca suggerisce che questa metodologia potrebbe essere utilizzata per rilevare problemi molto più gravi. Per esempio, per determinare se una persona ha un blocco nel cuore, i medici spesso eseguiranno uno stress test per rilevare anomalie, che comporta una notevole quantità di rischio. Un giorno nel prossimo futuro, i medici possono essere in grado di utilizzare la TC spettrale per determinare se c'è un blocco negli organi.

"La TC regolare non ha un contrasto dei tessuti molli. Non può dirti dove sono i tuoi vasi sanguigni. La TC spettrale può aiutare a risolvere questo problema, " Spiega Pan. Osserva che, sebbene siano necessarie ulteriori ricerche per iniziare a utilizzare la TC spettrale in questo modo, anticipa che sarà un nuovo "tremendo" strumento per i radiologi. Dott. Fatemeh Ostadhossein, un neolaureato del Pan lab, è stato il primo autore di questo studio.