Measurement of tissue optical properties in the context of tissue optical clearing

Abstract

Nowadays, dynamically developing optical (photonic) technologies play an ever-increasing role in medicine. Their adequate and effective implementation in diagnostics, surgery, and therapy needs reliable data on optical properties of human tissues, including skin. This paper presents an overview of recent results on the measurements and control of tissue optical properties. The issues reported comprise a brief review of optical properties of biological tissues and efficacy of optical clearing (OC) method in application to monitoring of diabetic complications and visualization of blood vessels and microcirculation using a number of optical imaging technologies, including spectroscopic, optical coherence tomography, and polarization- and speckle-based ones. Molecular modeling of immersion OC of skin and specific technique of OC of adipose tissue by its heating and photodynamic treatment are also discussed.

Оптическое просветление кожи человека in vivo рядом моносахаридов

“…В качестве молекулярной модели коллагена, как и в предыдущих работах [21][22][23][24][25], был использован миметический пептид коллагена (GPH) 3 [30], составляющего основу большей части регулярных доменов коллагена человека. Такие относительно небольшие синтетические пептиды часто используются для молекулярного моделирования коллагенов.…”

“…В работах [23][24][25] методами классической молекулярной динамики, молекулярного докинга и квантовой химии (PM6 и DFT/B3LYP) проведены исследования взаимодействия шести просветляющих биологические ткани иммерсионных агентов (1,2 и 1,3-пропандиол, этиленгликоль, глицерол, ксилитол и сорбитол) с миметическими пептидом коллагена (GPH) 3 . Установлены корреляции между потенциалом оптического просветления и такими параметрами межмолекулярных взаимодействий, как время нахождения агентов в водородосвязанном состоянии, относительная вероятность образования двойных водородных связей и энергия образования комплексов.…”

Оптические Свойства Гиперосмотических Агентов Для Иммерсионного Просветления Тканей В Терагерцовом Диапазоне

“…В процессе иммерсионного просветления происходит диффузия агента в исследуемую ткань и замещение им воды, что снижает поглощение ТГц излучения. Несмотря на значительный потенциал данного метода для ТГц биофотоники, его исследования в основном ограничиваются видимым и инфракрасным диапазонами [36][37][38][39][40][41][42][43][44][45][46], лишь отдельные работы посвящены методам иммерсионного оптического просветления в ТГц области спектра [29][30][31][32][33][34][35]. Нерешенной проблемой остается выбор оптимальных агентов, поскольку отсутствует база данных с ТГц диэлектрическими характеристиками обсуждаемых веществ.…”

In vivo optical clearing of human skin under effect of some immersion agents

“…A lot of articles [4][5][6][7][8][9][10] present in vivo and in vitro experimental studies on clearing of different biological tissues, which indicates urgency of the issue. Papers [11][12] present studies on interaction of a number of immersion agents with collagen, conducted with the use of theoretical methods.…”