Novembre 8, 2019 – Utilizzando una tecnologia innovativa, i ricercatori della University of Maryland, Baltimore County (UMBC) e dell’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 CT (tomografia computerizzata) a colori (spettrale) sono pubblicati in Advanced Functional Materials.

Dalla scoperta dei raggi X nel 1895, le basi della tecnologia sono rimaste coerenti. Medici e scienziati li usano per vedere materiali densi, come le ossa, ma le capacità della tecnologia sono state limitate. Dipanjan Pan, Ph.D., professore di ingegneria chimica, biochimica e ambientale UMBC, e professore di radiologia presso UMB, è l’autore corrispondente di questo nuovo studio. Guardando alla prossima generazione di tecnologia a raggi X, ha chiesto: “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 attaccano specificamente alle aree dove esistono microfratture. Gli piace chiamarle “particelle GPS”. Hanno iniziato a condurre questa ricerca alla University of Illinois Urbana-Champaign. I ricercatori hanno programmato le particelle per agganciarsi all’area corretta della microfrattura. Una volta che le particelle si attaccano alle microfratture, rimangono lì, il che è cruciale per il processo di imaging.

Le particelle contengono l’elemento afnio. Una nuova tecnica basata sui raggi X sviluppata da una società neozelandese MARS poi prendere immagini CT del corpo e le particelle di afnio appaiono a colori. Questo fornisce un’immagine molto chiara di dove si trovano le microfratture ossee.

L’afnio è usato perché la sua composizione lo rende rilevabile ai raggi X, generando un segnale che può poi essere utilizzato per l’immagine delle crepe. Il laboratorio di Pan ha dimostrato che l’afnio è abbastanza stabile da essere usato in 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 CT spettrale con questa svolta dell’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 eseguono un test da sforzo per rilevare le anomalie, che viene con una quantità significativa di rischio. Un giorno, in un prossimo futuro, i medici potrebbero essere in grado di utilizzare la TAC spettrale per determinare se c’è un blocco negli organi.

“La TAC normale non ha un contrasto dei tessuti molli. Non può dirvi dove sono i vostri vasi sanguigni. La TAC spettrale può aiutare a risolvere questo problema”, ha spiegato Pan. Egli nota che anche se è necessaria più ricerca per iniziare a utilizzare la CT spettrale in questo modo, egli anticipa che sarà un nuovo strumento “tremendo” per i radiologi. Fatemeh Ostadhossein, Ph.D., un recente laureato del laboratorio Pan, è stato il primo autore di questo studio.