جلوگیری از پیشرفت آرتروز با طیف سنجی رامان

خرداد ۲۲, ۱۴۰۲
هاله کرد حقی-کارشناس ارشد فتونیک
بدون نظرات

همان طور که می‌دانید علم پزشکی به سرعت در حال پیشرفت است. همه روزه ابزار‌ها و روش‌های متعددی برای درمان و شناسایی بیماری‌ها به دنیای پزشکی معرفی می‌شود. هر چه این ابزارها دقت و سرعت بیشتری داشته باشند، درمان بیماری‌ها نیز سریع‌تر رخ داده و از پیشرفت آن جلوگیری می‌شود. یکی از روش‌هایی که اخیرا در حوزه پزشکی به کار گرفته می‌شود، طیف ‌سنجی رامان است. این طیف‌ سنجی می‌تواند حتی بیماری‌هایی مانند آرتروز را قبل از پیشرفت شناسایی کند. با ما همراه باشید تا به طور کامل کاربرد این روش برای این بیماری را شرح دهیم.

طیف ‌سنجی رامان در جلوگیری از پیشرفت آرتروز

یکی از عواملی که سالمندان را ناتوان می‌‌کند، بیماری استئوآرتریت است. در این بیماری در اثر ساییدگی و جراحت غضروف مفصلی رخ می‌دهد. استئوآرتریت یکی از شایع‌ترین انواع آرتروز است که در آن غضروف مفصلی دچار آسیب می‌شود. حدود ۱۵٪ از ایرانیان به این بیماری مبتلا هستند. البته ذکر این نکته حائز اهمیت است که اگر علائم اولیه بیماری زود‌تر تشخیص داده شود، بیمار به میزان قابل توجهی بهبود می‌یابد. اما چالش اصلی همین است که چگونه می‌توان این بیماری را قبل از تشدید شدن شناسایی کرد؟

**شکل ۱: آنالیز مفصل‌های دست به کمک طیف‌ سنجی رامان**

در اثر این بیماری تغییرات مولکولی کوچک در اجزای غضروف ایجاد می‌شود. همان طور که می‌دانید طیف‌سنجی رامان یک آنالیز مولکولی است. از این رو می‌تواند بیماری آرتروز را قبل از پیشرفت آن در بدن شناسایی کند. مولکول‌های گلیکوز آمینوگلیکان سولفاته (sulphated glycosaminoglycan (sGAG)) در نمونه‌های غضروف توسط طیف‌ سنج رامان آنالیز می‌شوند. با بررسی طیف رامان به دست آمده از این آنالیزها پیشرفت تخریب غضروف مشخص می‌گردد. پیوند کششی sGAG S-O را می‌توان به عنوان یک عنصر کلیدی برای ارزیابی میزان آسیب غضروف در نظر گرفت. همان طور که در شکل ۲ نشان داده شده است ناحیه بین (cm^-۱) ۱۱۲۰-۹۸۰ در واقع اثر انگشت تخریب غضروف به شمار می‌رود. با پیشرفت بیماری شدت این پیک کاهش می‌یابد. علاوه بر این در این مطالعات نسبت پیک (cm^-۱) ۱۰۶۳:۱۰۰۳ نیز حائز اهمیت است. با افزایش شدت بیماری نسبت این دو پیک نیز تغییر قابل توجهی دارد.

تهیه نقشه رامان در شناسایی سریع بیماری

یکی دیگر از کاربردهای طیف‌سنجی رامان این است که از نمونه نقشه‌برداری می‌شود. به این صورت که از هر نقطه از نمونه در ابعاد میکرونی طیف‌گیری می‌شود. در نهایت این طیف‌ها در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و نقشه رامان از نمونه به دست می‌آید. برای این کار می‌توانید از میکروسکوپ های رامان سوپر رزولوشن استفاده کنید. این میکروسکوپ ها استیج motorized دارند که می‌توان از آن برای mapping استفاده کرد. در این زمینه نقشه‌برداری از غضروف می‌تواند بیماری آرتروز را شناسایی کند. زیرا ناحیه سالم از غضروف با ناحیه آسیب دیده متفاوت است.
در شکل ۳ نقشه رامان (raman mapping) از توزیع sGAG در غضروف نشان داده شده است. شکل ۳-الف مربوط به غضروف فرد سالم است. همان طور که مشاهده می‌کنید توزیع فضایی sGAG در یک فرد سالم یکنواحت است. در فرد بیمار ناحیه نقشه ‌برداری شده از ناحیه ضایعه آرتوز کمی دورتر است. اما همان طور که در شکل ۳-ب نشان داده شده است، توزیع فضایی sGAG دارای غلظت و یکنواختی کمتری نسبت به فرد سالم است. این خود نشان دهنده وجود بیماری در بدن فرد است. هر چه به ناحیه ضایعه غضروفی نزدیک‌تر می‌شویم توزیع sGAG ناهمگن‌تر می‌شود (شکل ۳-ج، نقشه‌برداری رامان مربوط به ناحیه مجاور ضایعه غضروفی است). در محل ضایعه غضروفی غلظت sGAG در عمق غضروف بیشتر از سطح آن است. به همین دلیل نقشه‌برداری رامان از این ناحیه، کمترین غلظت sGAG را نشان می‌دهد (شکل ۳-د).

مطالعه مقاله بررسی كاربرد طيف سنج در ارزيابی کیفیت مواد غذایی

شکل ۳: نقشه رامان غضروف الف) فرد سالم، ب) ناحیه دور از ضایعه غضروفی، ج) ناحیه مجاور ضایعه غضروفی و د) ناحیه ضایعه غضروفی

جمع‌ بندی

آرتروز یکی از شایع‌ترین بیماری مفصلی است. حدود ۱۵٪ از ایرانیان از این بیماری رنج می‌برند. بنابراین تشخیص زودرس این بیماری می‌تواند از پیشرفت آن جلوگیری کند. یکی از روش‌هایی که می تواند در این زمینه به کار گرفته شود، طیف‌سنجی رامان است. طیف‌سنجی رامان با آنالیز sGAG می‌تواند شدت بیماری را به طور نسبی نشان دهد. علاوه بر این نقشه برداری رامان از غضروف نیز می‌تواند پیشرفت بیماری را نشان دهد. برای اطلاعات بیشتر می‌توانید با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.