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生体の非線形光学効果を用いた真皮コラーゲン線維配向のin situトモグラフィー

利用生物非线性光学效应对真皮胶原纤维取向进行原位断层扫描

基本信息

批准号：
15650094
负责人：
安井武史
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

真皮コラーゲン線維は皮膚の形態的及び機能的特性を決定する上で重要な役割を果たしていることから、その構造のin situ診断技術が臨床及び基礎医学の分野で望まれている。本研究では、コラーゲン分子自身の非線形光学特性と超短パルス光との相互作用の結果として誘起される第2高調波発生光(生体SHG光)に着目し、真皮コラーゲン線維の配向分布測定に関する研究を行った。今年度は、真皮コラーゲン線維の3次元配向分布測定を実現するため、深さ分解SHG偏光イメージングシステムを開発した。ここでは、組織深部に対しても適用が可能なように反射共焦点顕微光学系を導入することにより、面内空間分解能1.5μm、深さ分解能15μmの基本特性を得た。また、ヒト組織サンプルに応用し、硬組織において150μm、軟組織において300μmのプローブ可能深度を得た。さらに、ヒト組織サンプルにおけるコラーゲン線維配向の3次元分布測定を行ったところ、ヒト距骨では骨陵と平行なコラーゲン配向が3次元的に分布していることが確認された。一方、ヒト真皮では上層(乳頭真皮)及び下層(網状真皮)におけるコラーゲン線維構造の明確な相違を観測した。例えば、乳頭真皮ではキメの細かいコラーゲン線維構造が観察されたのに対し、網状真皮では太く発達したコラーゲン線維が縦横に絡み合って分布している様子が確認された。最後に、ヒト前腕のin situ測定を行った。その結果、レーザー安全照射レベルにおいて、表皮越しに真皮コラーゲン線維から生体SHG光を観測した。また、偏光解析イメージングの結果から、前腕が伸縮しやすい方向に沿ってコラーゲン線維が配向分布していることも確認した。これらの結果から、本手法が真皮コラーゲン線維構造のin situ診断技術として有用であるという結論を得た。

The morphological and functional characteristics of the dermis are important in determining the results of surgical procedures and in determining the structure of the dermis. Diagnostic techniques are expected to differentiate between clinical and basic medicine. This study was conducted to investigate the nonlinear optical properties of the molecules themselves and the interaction between ultrashort light and induced second high-wavelength light (biological SHG light). This year, the measurement of three-dimensional alignment distribution of dermis and dermis is carried out, and the deep decomposition of SHG polarization is carried out. The basic characteristics of the in-plane spatial resolution energy of 1.5μm and the in-plane spatial resolution energy of 15μm are obtained. The possible depth of the hard tissue is 150μm, and the soft tissue is 300μm. The three-dimensional distribution of linear alignment was determined by the method of "three dimensional alignment." The upper layer (papillary dermis) and the lower layer (reticular dermis) of the dermis are closely related to each other. For example, the papilla dermis has a fine structure, and the reticular dermis has a fine structure. The reticular dermis has a fine structure, and the reticular dermis has a fine structure. The reticular dermis has a fine structure, and the reticular dermis has a fine structure. Finally, before the test, the test was conducted. As a result, the safety of the skin, skin. The results of polarization analysis show that the orientation distribution of the front arm is consistent with the orientation distribution of the front arm This method is useful for diagnosis of dermal line-dimensional structures.