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Chirurgie esthétique

Surveillance non invasive de la température des organes internes avec des lumières brillantes

Une poudre blanche biocompatible bon marché qui luminescente lorsqu'elle est chauffée pourrait être utilisée pour surveiller de manière non invasive la température d'organes spécifiques dans le corps. Les scientifiques de l'Université de Tohoku ont effectué des tests préliminaires pour démontrer l'applicabilité de ce concept et ont publié leurs résultats dans la revue Scientific Reports.

Les thermomètres mesurent la température à la surface du corps, mais les cliniciens doivent être en mesure de surveiller et de gérer les températures corporelles centrales chez certains patients gravement malades, comme à la suite de blessures à la tête ou de crises cardiaques. Jusqu'à présent, cela se fait le plus souvent en insérant un petit tube dans le cœur et les vaisseaux sanguins. Mais les scientifiques recherchent des moyens moins invasifs pour surveiller la température à l'intérieur du corps.

Le physicien appliqué Takumi Fujiwara de l'Université de Tohoku et ses collègues au Japon ont étudié le potentiel d'une poudre blanche appelée zircone à cette fin.

La zircone est une poudre synthétique facilement accessible, chimiquement stable et non toxique. Lorsqu'il est chauffé, ses cristaux deviennent excités, libérant des électrons. Ces électrons se recombinent ensuite avec des «trous» dans la structure moléculaire du cristal, un processus qui fait que les cristaux émettent de la lumière, ou luminescent. En raison des propriétés avantageuses de ce matériau pour une utilisation dans le corps humain, les scientifiques ont voulu tester et voir si sa luminescence pouvait être utilisée pour surveiller la température.

L'équipe a chauffé la zircone sous une lampe ultraviolette et a constaté que lorsque la température de la zircone augmentait, sa luminescence s'intensifiait. La même chose s'est produite lorsqu'une lumière laser proche infrarouge a été projetée sur le matériau. Cela a démontré que la chaleur et la lumière pouvaient être utilisées pour induire la luminescence dans la zircone.

Les scientifiques ont ensuite montré que la luminescence de la zircone était visible à l'œil nu lorsqu'elle était placée derrière un morceau d'os et éclairée à l'aide d'un laser proche infrarouge.

Ensemble, les démonstrations suggèrent que la zircone pourrait potentiellement surveiller la température interne du corps en l'injectant puis en dirigeant une lumière laser proche infrarouge sur un emplacement ciblé, comme le cerveau. L'intensité et la longévité de la luminescence du matériau dépendront de la température ambiante.

« Bien que cette étude fondamentale laisse certains problèmes importants non résolus, ce travail est une application nouvelle et prometteuse de (substances luminescentes synthétiques) dans le domaine médical », concluent les chercheurs. À l'avenir, les chercheurs espèrent découvrir une méthode qui rend la longueur d'onde de la luminescence de la zircone dans la région du rouge au proche infrarouge car elle permet une meilleure transmissibilité pour les tissus humains; ainsi, permettant d'obtenir des informations plus claires.

La source:

Référence de la revue:

Ohashi, M., et al. (2020) Dépendance à la température de la rémanence dans la zircone et sa luminescence stimulée optiquement par irradiation osseuse pour la sonde de température biologique. Rapports scientifiques. doi.org/10.1038/s41598-020-58979-4.

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