Исследователи из Сеченовского Университета Минздрава России и МГТУ им. Баумана разработали высокочувствительный метод для исследования изменений структурного состава компонент хрящевой ткани. Новый метод способен помочь хирургам-ортопедам в оценке степени дегенеративных процессов в хрящевой ткани при проведении артроскопических исследований и мониторинга течения таких заболеваний, как остеоартрозы на ранних стадиях. Работа была опубликована в журнале Biomedical Optics Express, исследование велось в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030», а также было поддержано Российским научным фондом.

Остеоартроз — дегенеративное заболевание, при котором разрушается суставной хрящ. Это приводит к хронической боли и воспалительным процессам в суставе. Диагностику остеоартроза на ранних стадиях можно проводить, оценивая содержание ведущих компонент внеклеточного матрикса хрящевой ткани — воды и коллагена, но объективных методов такой оценки на сегодняшний день не существует.

Лучше всего для этой задачи подходят методы оптической спектроскопии в инфракрасном диапазоне. Однако большинство научных исследований для решения проблемы проведено в ближнем инфракрасном диапазоне, хотя более точную оценку можно получить в области с диапазоном длин волн 2100–2350 нм, или в так называемом четвертом окне прозрачности.

Группа ученых под руководством к.т.н. Владимира Лазарева из МГТУ им. Баумана разработала уникальный твердотельный перестраиваемый лазерный источник, работающий в необходимых значениях среднего инфракрасного диапазона. Специалисты лаборатории клинической биофотоники Сеченовского Университета протестировали устройство на образцах хрящевой ткани и объектах, имитирующих ее свойства. Как оказалось, такой подход действительно позволяет успешно оценивать содержание компонент воды и коллагена в хрящевой ткани с высокой точностью.

«Исследования оптических свойств биологических тканей в среднем инфракрасном диапазоне продемонстрировали значительный потенциал для диагностических задач. Наши результаты указывают на возможность использования этого спектрального диапазона для разработки методов диагностики, в частности для наблюдения за изменениями содержания компонент хрящевой ткани при дегенеративных заболеваниях, включая остеоартроз», — отметил заведующий лабораторией клинической биофотоники Сеченовского Университета Глеб Будылин.

«Полученные данные могут лечь в основу новых клинических методик, которые позволят врачам фиксировать самые ранние изменения в хрящевой ткани и принимать соответствующие меры», – заключил руководитель проекта РНФ 21-79-10325 Владимир Лазарев.