När läkare behöver titta in i människokroppen använder de vanligtvis ultraljud (US), magnetisk resonanstomografi (MRT), röntgen och andra tekniker. De ger dock alla en ganska begränsad överblick. För att lösa detta problem beslutade forskare vid Stanford University att göra tvärtom och göra mänsklig hud genomskinlig. Det visade sig att vanlig matfärg, som kanske till och med finns i produkterna i ditt kök, kan hjälpa till med detta.
Forskare har utvecklat en teknik som gör huden genomskinlig. Bildkälla: livescience.com
Hur man gör huden transparent
Människokroppens vävnader innehåller många olika ämnen – proteiner, fetter, vätskor, etc. Varje ämne skiljer sig i sin förmåga att bryta, reflektera och sprida ljus. När ljus träffar gränsen mellan två material som har olika brytningsindex ändrar det riktning, reflekteras och sprids i olika riktningar. Av denna anledning kan vi inte se genom människokroppen.
Det följer att för att göra mänsklig hud transparent är det nödvändigt att utjämna brytningsindexen för ämnena i den. Det är precis vad forskarna bestämde sig för att göra. För att göra detta använde de en färggivande livsmedelstillsats som kallas tartrazin. Denna gul-orange färg finns ofta i godis och andra sötsaker, samt drycker, wasabi-aromer, mediciner och kosmetika.
Demonstration av förändringen i genomskinlighet av ett kycklingbröst efter applicering av en färglösning. Bildkälla: flscience.com
Författarna till arbetet löste upp färgämnet i vatten och applicerade den resulterande lösningen på en bit kycklingbröst. Som förväntat gjorde detta det möjligt att utjämna brytningsindexen för ämnen i vävnaden, vilket resulterade i att den tillfälligt blev genomskinlig. Diagrammet ovan visar tydligt hur mycket som har förändrats.
Samma resultat uppnåddes när forskarna applicerade en färglösning på huden på möss. Författarna till arbetet rapporterar detta i Science.
Hur effektiv är sammansättningen för genomskinlighet i huden
Efter att lösningen absorberats i huden på mössen kunde forskarna se blodkärlen som löper längs skallytan med en upplösning på 0,001 millimeter. När forskarna applicerade samma lösning på bukhålan hos möss kunde de se de inre organen – levern, tunntarmen, urinblåsan, etc. De kunde till och med se musklerna inuti tarmarna dra ihop sig.
För att göra lädret inte längre genomskinligt, tvätta det helt enkelt med vatten och ta bort matfärg från ytan. Den del av färgämnet som redan har trängt igenom huden utsöndras från kroppen i urinen hos möss inom två dagar, utan att skada hälsan.
Efter att ha applicerat en färglösning på mösshuvuden kunde forskare se deras ådror. Bildkälla: livescience.com
Varför färgämnet gör huden genomskinlig
Som forskarna rapporterar uppträder hudens genomskinlighet inom några minuter efter att molekylen penetrerar huden. Tiden beror på hur snabbt färgämnesmolekylerna penetrerar tyget. Men varför gör matfärger tyger genomskinliga?
Som författarna till verket förklarar innehåller färgämnet en molekyl som absorberar det mesta av ljuset, särskilt i de blå och violetta delarna av spektrumet. Människohud är ett spridningsmedium. Separat blockerar både färgämnet och huden mest ljus, men när molekylen kombineras med huden uppnås transparens.
Hela hemligheten är att löst tartrazin i vatten ändrar dess brytningsindex, vilket resulterar i att det sammanfaller med brytningsindexet för lipidmolekyler i kroppens vävnader. När matfärgningslösningen absorberas i huden minskar spridningen av ljus i tyget, ungefär som tidig morgondimma.
Hur säker är färglösningen? Som författarna till arbetsrapporten orsakade det minimal inflammation, och på kort sikt. Med största sannolikhet har färgen inte långsiktiga negativa effekter på djur. Forskare hittade inga förändringar i kroppsvikt eller blodprovsresultat hos möss.
Denna teknik har ännu inte testats på människor. Det är för tidigt att säga om färgen kommer att göra människors hud genomskinlig på samma sätt. Tänk på att mänsklig hud är fyra gånger tjockare än på möss. Detta gör det svårt för färgämnesmolekylen att absorberas i de djupare lagren av huden. Men om tekniken visar sig effektiv eller kan förbättras, och forskarna samtidigt bevisar dess säkerhet för hälsan, kommer medicinen att få ett användbart verktyg som kan användas för en mängd olika ändamål.
Se till att besök våra Zen-kanaler och Telegram, här hittar du de mest intressanta nyheterna från vetenskapens värld och de senaste upptäckterna!
Lösningen kan till exempel göra vener mer synliga för blodprovstagning, eftersom inte alla människor har «ädel» hud med tydligt synliga ådror. Denna teknik kan också göra det enklare att ta bort tatueringar med laser, och kommer också att hjälpa till att upptäcka cancer i tidiga skeden, vilket kommer att öka effektiviteten av behandlingen. Dessutom kräver denna teknik inga stora ekonomiska kostnader, till skillnad från många andra moderna diagnostiska metoder, som ofta är otillgängliga för en bred publik på grund av deras höga kostnad.