迄今為止，檢查患者組織樣本意味著將它們切成薄片用于組織學(xué)分析。由于慕尼黑技術(shù)大學(xué)(TUM)的跨學(xué)科團(tuán)隊設(shè)計了一種新的染色方法，現(xiàn)在可能會發(fā)生變化。這使得專家可以使用最近在TUM開發(fā)的Nano-CT系統(tǒng)來研究三維組織樣本。

組織切片是醫(yī)院的常規(guī)程序，例如用于研究腫瘤。顧名思義，它需要將身體組織樣本切成薄片，然后染色并在顯微鏡下檢查。醫(yī)療專業(yè)人員一直夢想有可能檢查整個三維組織樣本，而不僅僅是單個切片。這里最明顯的方法是計算機(jī)斷層掃描(CT)掃描 - 這也是日常臨床工作流程中使用的標(biāo)準(zhǔn)方法。

以前在分辨率和對比度上的限制

到目前為止，實現(xiàn)這一目標(biāo)存在兩個主要障礙。首先，傳統(tǒng)CT掃描儀的分辨率太低。今天的微米和納米CT系統(tǒng)很少適用于一線醫(yī)學(xué)。有些不能提供足夠高的分辨率，而有些則依賴于大粒子加速器的輻射。

其次，使用CT設(shè)備很難檢查軟組織。必須對樣品進(jìn)行染色，使其首先可見。用于CT掃描的污漬有時是劇毒的，并且它們也非常耗時。有時他們會將組織修改到這樣的程度，以至于無法進(jìn)一步分析。

物理，化學(xué)和醫(yī)學(xué)之間的成功合作

然而，現(xiàn)在，TUM慕尼黑生物工程學(xué)院(MSB)的科學(xué)家已經(jīng)解決了這兩個問題。2017年11月，F(xiàn)ranz Pfeiffer教授和他的團(tuán)隊推出了一種Nano-CT系統(tǒng)，可提供高達(dá)100納米的分辨率，適用于典型的實驗室環(huán)境。在最新一期的“美國國家科學(xué)院院刊” (PNAS)中，來自物理，化學(xué)和醫(yī)學(xué)的跨學(xué)科研究團(tuán)隊也提出了使用Nano-CT進(jìn)行組織學(xué)檢查的染色方法。

與傳統(tǒng)方法兼容

使用小鼠腎臟，科學(xué)家們已成功證明Nano-CT能夠生成與組織切片的信息粒度相匹配的3D圖像。染色方法的核心是曙紅，一種用于組織取樣的標(biāo)準(zhǔn)染料，以前被認(rèn)為不適合CT。

“我們的方法包括開發(fā)一種特殊的預(yù)處理方法，以便我們可以使用曙紅，”化學(xué)家Madleen Busse博士概述道。染色方法非常節(jié)省時間，因此它也適用于日常臨床工作流程。“另一個重要的好處是，在掃描后使用既定方法檢查組織樣本沒有問題，”Busse補(bǔ)充道。

增強(qiáng)而非替代

在下一步，研究人員正在研究人體組織樣本。然而，CT組織學(xué)不會很快取代傳統(tǒng)方法。目前，至少，該團(tuán)隊將新程序視為補(bǔ)充 - 例如，讓醫(yī)生對細(xì)胞和細(xì)胞核的三維分布有更多的見解。Franz Pfeiffer也看到了基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究的新機(jī)遇：“除了診斷應(yīng)用，Nano-CT實現(xiàn)的非破壞性3D檢查可以為癌癥等廣泛傳播疾病的微觀起源提供新的見解。”