Teknik Inovatif Pemeriksa Pembuluh Darah 3D, Bantu Membongkar Rahasia Otak

 

Pembuluh darah yang diperiksa dalam 3D memungkinkan para ilmuwan untuk meneliti sirkulasi di dalam otak dan memberikan pemahaman lebih jelas.

Pembuluh darah buatan menggunakan konstruksi hidrogel yang menggabungkan kemajuan teknologi bioprinting 3D dan biomaterial. (Image courtesy Khademhosseini Lab.)

Para peneliti dari University of Surrey dan Federal University of Sao Paulo, mengembangkan sebuah inovasi teknik pemeriksaan dan pengukuran pembuluh darah yang ada di dalam otak menggunakan prosedur Analisa Gambar 3D (Stereology).

Hasil studi yang diterbitkan dalam Journal of Anatomy ini memberikan pemahaman yang lebih jelas kepada para ilmuwan bagaimana demensia atau kepikunan, kanker otak dan stroke dapat memengaruhi pembuluh darah dan kapiler.

Sebelumnya, para ilmuwan tidak dapat mempelajari detil pembuluh darah yang dapat membuka rahasia sirkulasi dan bagaimana penyakit terbentuk di otak. Berkat teknik ini, ilmuwan dapat mengidentifikasi tanda-tanda peringatan dini dari penyakit, membantu menyelamatkan nyawa pasien.

Dengan menggunakan model hewan percobaan, teknik ini akan memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari bagaimana penyakit berkembang di otak dan membantu mereka mengidentifikasikannya melalui pemeriksaan pembuluh darah, serta tanda-tanda peringatan atas potensi penyakit sebelum gejalanya muncul.

Pembelajaran ini berpotensi diterapkan pada manusia dan membantu mengurangi angka kematian akibat penyakit-penyakit tersebut. Prosedurnya dapat juga digunakan dalam melakukan otopsi dan pemeriksaan biopsi jaringan hewan dan manusia, sehingga memudahkan ahli patalogi untuk menentukan penyebab kematian dan dengan cepat mengidentifikasi perubahan dalam sirkulasi otak (seperti gumpalan) atau tumor.

Teknik ekonomis yang dilakukan dengan cara melarutkan Tinta India dengan gelatin ini menciptakan solusi untuk membuat pembuluh darah terlihat lebih jelas dengan menggunakan mikroskop konfokal. Hal ini memungkinkan para ilmuwan dan ahli patologi membuat pembacaan akurat dari jumlah, panjang, luas pemukaan pembuluh darah. Selain itu, para ilmuwan juga dapat membuat gambar 3D yang membantu mengidentifikasi perubahan bentuk dan ukuran pembuluh darah, indikator penting dari sejumlah penyakit yang berhubungan dengan sirkulasi otak.

Metode inovatif ini juga akan memudahkan pemahaman yang lebih besar tentang bagaimana berolahraga dapat mempengaruhi otak. Para ilmuwan saat ini akan mampu memeriksa efek peredaran darah saat detak jantung menguat atau melemah, tekanan arteri pada otak dan penciptaan pembuluh baru (angiogenesis).

Salah satu penulis penelitian, Augusto Coppi dari University of Surrey mengatakan bahwa otak merupakan organ yang menarik, namun pemahaman para ahli mengenai sirkulasinya minim.

"Sebelumnya kami belum mampu untuk sepenuhnya membuat sampel dan melakukan perhitungan sirkulasi otak dalam bentuk 3D. Sebab kami tidak dapat melihat seluruh pembuluh dengan mudah dikarenakan ukurannya yang sangat kecil dan terkadang lantaran penyebaran spasial mereka yang tidak beraturan," tuturnya.

Coppi melanjutkan, teknik baru ini akan memungkinkan para ahli untuk membuat sampel, menggambar dan menghitung pembuluh darah dalam bentuk 3D. "Pada gilirannya, teknik ini akan memberikan pemahaman mekanistik yang lebih besar tentang bagaimana sirkulasi kerja otak dan bagaimana penyakit otak seperti demensia dan stroke memengaruhi organ ini."

(Duta Yanuar Fauzan. Sumber: University of Surrey/EurekAlert)