2008-05-29

日本科學家設計第一款光學節律器

Scientists in Japan design first optical pacemaker for laboratory research
http://www.physorg.com/news131171139.html

May 28, 2008

世上第一款光學節律器(optical pacemaker)在一篇於今日發表的、公開存取的 Optics Express 文章中被描述。日本大阪大學的科學家證明強大但非常短促的雷射脈衝能幫助控制心肌細胞的跳動。

"如果你讓大功率雷射在非常短的時間內通過這些細胞,你能獲得巨大的回應," Nicholas Smith 說,他領導這項研究。Smith 解釋,雷射脈衝會導致細胞內的鈣離子釋出,而這種作用會迫使細胞收縮。

這種技術提供了一種工具用來在實驗室內控制心肌細胞,這項突破也許能幫助科學家更了解心肌收縮的機制。

此技術一種潛在的應用是在研究心肌中的不協調收縮。正常來說,心肌以一種高度協調的方式收縮,而這就是讓心臟透過血管唧血的方法。不過在某些人身上,這種協調的搏動發生故障,而心臟不規則地抽搐 -- 這種狀態稱為纖維性顫動(fibrillation)。

這種新雷射技術也許讓科學家能夠在試管內創造出某種纖維性顫動的形態。雷射能在實驗室實驗中,經由在某一個有別於周遭細胞的目標細胞上引入某種跳動頻率,使細胞的跳動不穩定。這將使得科學家能夠在一個細胞的層次上研究不規律的心跳,並篩檢抗纖維性顫動的藥物。

在實驗室之外,讓心肌細胞暴露在強大雷射脈衝下將有其短處。雖然雷射脈衝不到兆分之一秒,損害效應卻會逐漸擴大,而這目前限制了臨床應用的可能性。

※ 相關報導:

* A femtosecond laser pacemaker for heart muscle cells
http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=oe-16-12-8604

N. I. Smith, Y. Kumamoto, S. Iwanaga, J. Ando, K. Fujita, and
S. Kawata
Optics Express, Vol. 16, Issue 12, pp. 8604-8616
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