Universiteit Twente

Bellen klinken anders aan de wand

Onderzoekers van de Physics of Fluids groep van Prof. Detlef Lohse (Technische Natuurwetenschappen) hebben ontdekt dat het gedrag van medische bellen voor echoscopie verrassend anders is als deze zich in de buurt van een vaatwand bevinden. De ontdekking levert belangrijke nieuwe inzichten op voor molecular imaging met ultrageluid, het opsporen van ziektes in het lichaam op het niveau van één enkele cel. De bevindingen staan deze maand in het vakblad Applied Physics Letters.

Michel Versluis van de Physics of Fluids groep: "Belletjes stijgen door de zwaartekracht altijd op naar een vrij oppervlak of tegen een wandje. We zochten dus een manier om ze te vangen en hebben een methode ontwikkeld om dat te doen met een laser, in een zogenaamde `optical tweezer'. Door het laserlicht op een speciale manier te focusseren maken we een soort optische punthoed die we dan op de bel zetten. De bel wil opstijgen, maar is omsloten door het laserlicht. Vervolgens kan je met de laser de gevangen bel alle kanten op bewegen. Door die laseropstelling nu te integreren met onze Brandaris hogesnelheidscamera, die 25 miljoen plaatjes per seconde kan opnemen, konden we voor het eerst de activiteit van een enkele contrastbel observeren vrij van naburige wanden en andere bellen. En die bleek beduidend anders van amplitude en van akoestische signatuur."

Het belletje wordt omlaag bewogen met een optische `punthoed', en de activiteit is te meten, ook als het belletje vrij is van wanden en andere bellen

De onderzoekers konden met speciale optische apparatuur ook meerdere bellen op gecontroleerde wijze invangen en manipuleren. Zo werden met de Brandaris camera ook de hydrodynamische en akoestische interacties tussen bellen onderling in kaart gebracht. "Die observaties sluiten in grote lijn aan bij wat we al weten van grotere bellen, maar we ontdekken boeiende nieuwe details over de wisselwerking tussen bellen juist op de microschaal en daar blijkt de fysica toch voor een groot deel onbegrepen te zijn.".

De ontdekking is belangrijk voor de ontwikkeling van nieuwe diagnostische technieken waarbij bellen met bio-chemische plakkers hechten aan geselecteerde ziektebeelden. Omdat deze target-bellen aan de vaatwand sterk verschillende ultrageluid echo's opleveren hopen de onderzoekers met deze methode ziekten al in een heel vroeg stadium te detecteren met het relatief eenvoudige en goedkope echoscopie.

Het onderzoek werd mogelijk gemaakt door een intensieve samenwerking van de Physics of Fluids groep met de Advanced Technology and NanoScience group van het Italiaans Nationaal Onderzoekscentrum INFM in Trieste en de Zwitserse onderzoeksafdeling van het farmaceutische bedrijf Bracco in Genève. Het project bundelde de kennis van de drie groepen op het gebied van ultrageluid contrastbellen, ultrasnelle camera's en optische micromanipulatie.

Het onderzoek werd uitgevoerd als onderdeel van een groot strategisch project van de Europese Commissie, waarin een consortium uit zeven Europese landen, bestaande uit bedrijven uit de medisch technische en farmaceutische industrie enerzijds en academische onderzoeksinstellingen en medische centra anderzijds, werkt aan de ontwikkeling van het vroegtijdig detecteren van prostaatkanker. Het project is sterk gerelateerd aan het NIMTIK speerpuntonderzoek van het Biomedisch Technologisch Instituut (BMTi) van de Universiteit Twente waarin gewerkt wordt aan contrastverhoging voor optische en akoestische technieken om tumoren al in een vroeg stadium op te sporen en te vernietigen.

Top
Laatst gewijzigd op 02-04-2007 11:53:59 door Webmaster