นักวิทย์พบวิธีทำให้ “ผิวหนังโปร่งใส” จนมองเห็นเครื่องใน!

ทีมนักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐฯ เปิดเผยการค้นพบที่น่าทึ่ง โดยพบวิธีทำให้ผิวหนังของหนูทดลองที่มีชีวิตอยู่ “โปร่งใส” ได้ ด้วย “สีผสมอาหาร” ที่พบได้ทั่วไป จนสามารถมองเข้าไปในร่างกายได้โดยไม่ต้องผ่าตัด

การโปร่งใสนี้ไม่ได้หมายความว่าสามารถมองเห็นภายในของสิ่งมีชีวิตได้ด้วยตาเปล่า แต่ยังต้องมองผ่านกล้องจุลทรรศน์อยู่ ถึงอย่างนั้น นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ใช้เทคนิคนี้ในการมองเห็นเนื้อเยื่อภายในของหนูที่มีชีวิตภายใต้กล้องจุลทรรศน์ได้

งานวิจัย Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules

พวกเขาใช้สีผสมอาหารที่ปลอดภัย ซึ่งมักจะพบได้ในขนมขบเคี้ยวในตู้กับข้าวของเกือบทุกบ้าน และหลักการฟิสิกส์พื้นฐานหลายประการเพื่อทำให้สามารถมองทะลุร่างกายได้
 

ฤกษ์ดี 9 เดือน 9 ย้าย "ปลามังกรทอง"ลุงป้อม ออกจากทำเนียบ

ยูเครนเริ่มใช้ “โดรนมังกรไฟ” โจมตีกองทัพรัสเซีย

พายุ "ยางิ" สิ้นฤทธิ์แล้ว พยากรณ์อากาศล่วงหน้า 10-18 ก.ย.ฝนตกหนักบางแห่ง
 

ต้องทำความเข้าใจก่อนว่า เนื้อเยื่อทางชีวภาพเต็มไปด้วยสารต่าง ๆ ตั้งแต่โปรตีนไปจนถึงไขมันและของเหลว ซึ่งแต่ละสารจะมีคุณสมับติหรือความสามารถในการหักเหแสงที่แตกต่างกันออกไป คุณสมบัตินี้เรียกว่า “ดัชนีหักเหของแสง”

หากอนุภาคของแสงกระทบกับขอบเขตระหว่างวัสดุสองชนิดที่มีดัชนีหักเหต่างกัน อนุภาคเหล่านั้นจะถูกบังคับให้เปลี่ยนทิศทางหรือกระจัดกระจาย แม้ว่าแสงจะผ่านวัสดุโปร่งใสได้อย่างง่ายดาย เช่น แก้วน้ำ แต่วัสดุที่ทึบแสงจะขวางทางแสง ทำให้แสงสะท้อนไปในทิศทางต่าง ๆ จากนั้นแสงจะสะท้อนไปที่ลูกตาของคุณเมื่อคุณมองดูวัสดุ

และด้วยเหตุนี้ สมองจึงตีความว่า แสงที่กระจัดกระจายนั้นมาจากวัตถุทึบแสง นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมคุณจึงไม่สามารถมองทะลุร่างกายของใครหรือตัวอะไรได้

แต่ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบเคล็ดลับง่าย ๆ ในการเปลี่ยนความโปร่งใสของผิวหนัง พวกเขาใช้สีผสมอาหารเข้มข้นที่สามารถดูดซับแสงได้ดี ละลายในน้ำ จากนั้นจึงทาลงบนผิวหนัง ซึ่งจะทำให้ดัชนีการหักเหของแสงของสารต่าง ๆ ภายในเนื้อเยื่อเกิดความสมดุล และทำให้โปร่งใสชั่วคราว

นักวิจัยได้อธิบายวิธีการนี้ในผลการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science เมื่อวันที่ 5 ก.ย. โดยทดสอบเทคนิคนี้กับหนูทดลอง ด้วยการใช้สารเติมแต่งสีที่ได้รับการรับรองจากองค์การอาหารและยาของสหรัฐฯ (FDA) ที่เรียกว่า “ทาร์ทราซีน” (Tartrazine) หรือที่รู้จักกันในชื่อ FD&C Yellow No. 5

สีผสมอาหารสีเหลืองส้มนี้มักถูกเติมลงในอาหาร เช่น ของหวานและลูกอม รวมถึงเครื่องดื่ม ยา และเครื่องสำอางต่าง ๆ

หลังจากการทดลองเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่า ทาร์ทราซีนสามารถทำให้เนื้ออกไก่ใสได้ ทีมงานจึงหันมาใช้หนูทดลอง โดยพวกเขาถูสารละลายทาร์ทราซีนลงบนหนังหัวของหนูทดลอง จากนั้นจึงสังเกตสัตว์ทดลองภายใต้กล้องจุลทรรศน์

ผศ.โอว จื้อห่าว จากภาควิชาสาขาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยเท็กซัส หัวหน้าทีมวิจัย กล่าวว่า “มันใช้เวลาไม่กี่นาทีจึงจะมองเห็นความโปร่งใสได้ มันคล้ายกับการทำงานของครีมบำรุงผิวหน้าหรือมาส์ก เวลาที่ใช้ขึ้นอยู่กับว่าโมเลกุลแพร่กระจายเข้าสู่ผิวหนังได้เร็วแค่ไหน”

เมื่อสารละลายเข้าที่แล้ว นักวิจัยสามารถมองเห็นหลอดเลือดที่ไหลผ่านพื้นผิวกะโหลกศีรษะของหนูทดลองด้วยความละเอียดระดับไมโครเมตร

ในอีกการทดลอง พวกเขาทาสารละลายทาร์ทราซีนลงบนช่องท้องของหนูทดลอง จากนั้นภายในไม่กี่นาที พวกเขาสามารถระบุอวัยวะต่าง ๆ เช่น ตับ ลำไส้เล็ก และกระเพาะปัสสาวะได้อย่างชัดเจน พวกเขาสามารถมองเห็นกล้ามเนื้อภายในลำไส้ที่หดตัว รวมถึงการเคลื่อนไหวเล็ก ๆ น้อย ๆ ของช่องท้องที่เกิดจากการหายใจและการเต้นของหัวใจได้ด้วย

ความโปร่งใสสามารถย้อนกลับได้โดยการล้างผิวหนังของหนูด้วยน้ำเพื่อกำจัดสารละลายสีผสมอาหารออกไป ทาร์ทราซีนส่วนเกินที่ถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายจะถูกขับออกทางปัสสาวะของหนูภายใน 48 ชั่วโมงหลังการใช้

นักวิจัยเขียนไว้ในการศึกษาว่า การรักษาทำให้เกิด “การอักเสบเล็กน้อย” ในระยะสั้น แต่ดูเหมือนจะไม่มีผลกระทบระยะยาวต่อสุขภาพของสัตว์เมื่อวัดจากการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักตัวและผลการตรวจเลือด

คริสโตเฟอร์ โรว์แลนด์ส และจอน โกเร็กกี จากอิมพีเรียลคอลเลจลอนดอน ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานวิจัยครั้งนี้ ได้เขียนบทวิจารณ์ว่า “แนวทางนี้เป็นวิธีใหม่ในการมองเห็นโครงสร้างและกิจกรรมของเนื้อเยื่อและอวัยวะส่วนลึกในร่างกายสิ่งมีชีวิตในลักษณะที่ปลอดภัย ชั่วคราว และไม่รุกราน”

ทั้งนี้ ทีมวิจัยบอกว่า เทคนิคใหม่นี้ยังไม่ได้ทดสอบในมนุษย์ เนื่องจากผิวหนังของคนเรามีความหนากว่าผิวหนังของหนูประมาณ 4 เท่า ซึ่งจะทำให้ทาร์ทราซีนดูดซึมเข้าสู่ชั้นที่ลึกที่สุดได้ยากขึ้น แต่หากการศึกษาในอนาคตแสดงให้เห็นว่าสีย้อมนี้ใช้ได้ผลกับมนุษย์และปลอดภัย ก็อาจกลายเป็นเครื่องมือทางการแพทย์ที่มีประโยชน์ได้ ทีมวิจัยกล่าว

ผศ.หง กัวซ่ง จากภาควิชาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด หนึ่งในทีมวิจัย กล่าวว่า “ในอนาคต เทคโนโลยีนี้จะทำให้เส้นเลือดมองเห็นได้ชัดเจนขึ้นสำหรับการเจาะเลือด ทำให้การลบรอยสักด้วยเลเซอร์ทำได้ง่ายขึ้น หรือช่วยในการตรวจจับและรักษามะเร็งในระยะเริ่มต้น”

 

อ่านงานวิจัยฉบับเต็ม ที่นี่

เรียบเรียงจาก Live Science