Традиционное микротомографическое исследование с использованием рентгеновских лучей позволяет визуализировать атеросклеротические бляшки и мышечную ткань, при этом сосудистая стенка остается невидимой. Усовершенствованная методика компьютерной томографии обеспечивает идентификацию стенок сосудов и других мягких тканей. Данные экспериментальной визуализации получены в ходе синхротронных исследований с использованием лучевой трубки BW2 (HASYLAB) на базе крупнейшего исследовательского центра DESY, Германия.
Новая методика позволяет визуализировать кальцифицированные и стенозированные сосуды с микрометрическим разрешением, а также может стать основой для разработки микроконтейнеров, содержащих активную субстанцию, для таргетной доставки непосредственно в локус пораженной артерии. В рамках проекта «NO stress» ученые Медицинского факультета Базельского университета (Medical Faculty of the University of Basel), Швейцария, объединили высокотехнологичные методики, что позволило визуализировать и количественно оценивать степень стеноза атеросклеротически пораженных артерий.
Кардиоваскулярные заболевания ассоциируются преимущественно с атеросклеротическим поражением сосудов, кроме того, данный класс заболеваний занимает ведущее место в глобальной структуре смертности. В отличие от сосудов и других мягких тканей, сформированные атеросклеротические бляшки являются рентгеноконтрастными образованиями. До настоящего времени идентификация мягких тканей, непосредственно примыкающих к участкам кальцификации сосуда, представляла существенные трудности, а иногда была и вовсе невозможна.
Ученые из лабораторий трех европейских стран под руководством Берта Мюллера (Bert Müller) из Центра научных исследований биоматериалов Базельского университета разработали технический протокол, базирующийся на комбинации жесткой рентгеновской томографии и стандартных гистологических методик, позволяющий визуализировать атеросклеротически стенозированные сосуды. С целью моделирования кровотока и установления соответствующего градиента давления использовали данные о морфологии стенозированных сосудов. Градиент давления существенно возрастает в участках сужения просвета сосуда, что создает основание для создания специфических наноконтейнеров для таргетной и локальной доставки сосудорасширяющих активных субстанций.
Дифференцировка мягких и жестких тканей
Новая методика объединяет уже известные технологии рентгеноструктурного анализа и является оптимальной не только для 3D-характеристики сосудов, пораженных атеросклерозом, но также для ряда других структур с комбинированным — сильным и слабым — поглощением рентгеновских лучей, в частности хрящевой и костной тканей. Метод вобрал преимущества традиционной рентгенодиагностики и рентгеновского фазово-контрастного исследования с использованием решетки интерферометрии. Поскольку фазовая контрастность намного меньше зависит от атомного числа составляющих, чем абсорбционная контрастность, мягкие ткани в непосредственной близости с жесткими тканями визуализируются значительно легче.
Таким образом, авторы демонстрируют, что значительно кальцифицированные артерии детально визуализируются путем применения комбинированной методики щадящего томографического исследования в рентгеноабсорбционном и фазово-контрастном режимах, а также стандартных гистологических методик.
- Holme M.N., Schulz G., Deyhle H. et al. (2014) Complementary X-ray tomography techniques for histology-validated 3D imaging of soft and hard tissues using plaque-containing blood vessels as examples. Nat. Protoc., 9(6): 1401–1415.
- University of Basel (2014) Mapping atherosclerotic arteries: Combined approach developed. ScienceDaily, May 23 (http://www.sciencedaily.com/releases/2014/05/140523094253.htm).
Ольга Федорова
