Составители:
Рубрика:
71,75,109-121]. Рассеяние света в биотканях может быть существенно уменьшено при
помощи осмотически активных иммерсионных жидкостей (просветляющих агентов)
[12,14,43,56,58,61,62,65,69-72,75,76,78-86,88,90-108]. Введение в биоткань
иммерсионной жидкости, имеющей показатель преломления больший, чем у
внутритканевой жидкости, вызывает частичное замещение внутритканевой жидкости
иммерсионным раствором, выравнивание показателей преломления рассеивателей
(например, коллагеновых волокон) ткани и окружающей их среды, и, как следствие,
значительное снижение светорассеяния.
Кроме того, благодаря осмотическим свойствам, иммерсионные жидкости могут
вызывать локальную дегидратацию, что так же приводит к выравниванию показателей
преломления различных компонент биотканей. Осмотическое действие на биоткани
носит сложный характер и во многом определяется кислотными свойствами
просветляющих жидкостей. Хорошо известно, что действие гипотонических растворов
на биоткани, имеющих клеточную структуру, например, печень, вызывает
осмотическое набухание клеток, а воздействие гипертонических растворов приводит к
их сжатию [56]. Для фиброзных тканей, например склеры глаза или дермы кожи,
степень набухания определяется гликозаминогликанами внутритканевого матрикса
[122]. В свою очередь, изменение объема рассеивающих элементов биотканей приводит
к изменению их рассеивающих характеристик [120].
Временное селективное просветление верхних слоев биотканей является
ключевым моментом развития техники структурного и функционального зондирования
биотканей, применяемого, в частности, для локализации статических и динамических
макронеоднородностей скрытых в сильно рассеивающих средах, к которым относятся и
биоткани. В настоящее время в качестве просветляющих агентов используются водные
растворы глюкозы [56,58,62,69-72,75,76,79,80,83,84,86,88,90-92,94,95,97-102,106-108],
маннитола [43,56,71,84,94,107,108], пропиленгликоля [65,78,79,98,105],
полиэтиленгликоля [78], глицерина [61,62,80,85,92-94,98-99,104,105,107], рентгено-
контрастных веществ (тразографа [58,80-82,98], верографина [78]) и т.д.
В качестве просветляющих агентов наиболее широко используются водные
растворы глюкозы различной концентрации. Выбор данного вещества в качестве
просветляющего агента обусловлен как его биосовместимостью и разрешенностью к
клиническому применению [123], так и доступностью данного препарата. Растворы
глюкозы применялись для оптического просветления кожи [62,80,86,88,90,92,94,95,101,
107], склеры глаза [58,79-83,86,91,94,95,97,106,107], твердой мозговой оболочки [84,86,
94,100,107,108], печени [56,70,71], крови [98,99], клеточных культур и оптических
фантомов (модельных сред) [56,72]. Возможность использования водных растворов
маннитола для оптического просветления мембран головного мозга обсуждалась в
работе [43]. Влияние раствора маннитола на клетки печени было исследовано в работах
[56,71]. Увеличение концентрации глюкозы или маннитола в ткани приводит к
выравниванию показателей преломления рассеивателей и внутритканевой жидкости и,
как следствие этого, снижению светорассеяния в биоткани. Показано, что измерение
рассеивающих характеристик крови может быть использовано для мониторинга
содержания глюкозы в крови больных сахарным диабетом [69,75]. Компьютерное
моделирование показывает, что применение в качестве просветляющих агентов водных
растворов глюкозы вызывает значительное снижение светорассеяния и увеличение
глубины проникновения зондирующего излучения в биоткани [76,102].
Влияние глицерина на оптические свойства кожи было исследовано в работах
[61,62,80,85,93-94,104,105,107]. Проведенные исследования показывают, что глицерин
является высоко эффективным средством для оптического просветления биотканей,
хотя механизм оптического просветления в данном случае основан в основном на
2
