Σημαντική ανακάλυψη με χρήση του NMR για τη θλάση των οστών

Από σελίδα του PhysicsWeb, 3 Νοεμβρίου 2003

Μια νέα ιατρική τεχνική απεικόνισης θα μπορούσε να βοηθήσει τους γιατρούς να ανιχνεύσουν την οστεοπόρωση και άλλες συνθήκες που αφορούν τα αδύνατα οστά στους ηλικιωμένους ανθρώπους. Ο Qingwen Νι και οι συνάδελφοι του στο Ινστιτούτο Νοτιοδυτικής Έρευνας και το Πανεπιστήμιο του Τέξας έχουν χρησιμοποιήσει τον πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό (NMR) για να μετρήσουν το πόσο πορώδες είναι ένα οστό. Οι αυξήσεις στο πορώδες αναγκάζουν τα οστά να γίνονται πιο αδύνατα, και κατά συνέπεια υφίστανται μεγαλύτερο κίνδυνο σπασίματος.

Το NMR ήδη χρησιμοποιείται αρκετά για να μετρήσει το πορώδες σε υλικά όπως είναι οι βράχοι, το σκυρόδεμα και το ξύλο. Μαγνητικοί παλμοί χρησιμοποιούνται αρχικά για να ευθυγραμμίσουν τα σπιν ορισμένων πυρήνων στο δείγμα. Οι πυρήνες έπειτα ηρεμούν και εκπέμπουν μια "αντήχηση" - διάρκειας λίγων δευτερολέπτων - που δείχνουν την αναλογία αυτών των πυρήνων στο δείγμα.

Ο Νι και οι συνάδελφοι του χρησιμοποίησαν τώρα ένα χαμηλό μαγνητικό πεδίο (0.5 Tesla), που χρησιμοποιείται για να αναγκάσει τους πυρήνες των υδρογόνων να πάλλονται. Έτσι αναλύουν το χρόνο ηρεμίας των πυρήνων υδρογόνου (πρωτόνια) στα δείγματα των οστών, που λαμβάνονται από τους δότες ηλικίας 19 έως 89 χρονών. Αυτά τα πρωτόνια βρίσκονται στο ρευστό, σαν το νερό, μέσα στους πόρους του οστού. Ο χρόνος ηρεμίας είναι ανάλογος προς την ποσότητα του υγρού μέσα στους πόρους και έτσι αυτό δείχνει το πορώδες του οστού. Επιπλέον, τα δεδομένα μπορούν επίσης να δώσουν πληροφορίες για την κατανομή του μεγέθους των πόρων.

Οι ερευνητές βρήκαν ότι η μέση τιμή για το πορώδες των οστών ήταν περίπου 8.5% για τα οστά αυτών που ήσαν μικρότεροι από 45 χρονών, και περίπου 17% για τους πάνω των 63. Το μέσο μέγεθος των πόρων στο γηραιότερο οστό ήταν επίσης μεγαλύτερο - μεταξύ 50 και 100 μικρών, ενώ στα δείγματα των νεαρών δοτών  το μέγεθος ήταν 10-50 μικρά. Τα αποτελέσματα συμφωνούν με τη μέτρηση που γίνεται με τις συνήθως χρησιμοποιημένες - αλλά καταστρεπτικός - μεθόδους.

"Επειδή η τεχνική με το NMR είναι μια μη καταστρεπτική μέθοδος κι έχει μεγάλες δυνατότητες στα βιοϊατρικά πεδία, ιδιαίτερα στην έρευνα σχετικά με τα οστά και τις εφαρμογές", λέει ο Νι.