美国国立卫生澳门威尼斯人注册网站研究院的拨款使Albro和团队能够推进骨关节炎早期检测的首创范围
帕特里克·l·肯尼迪
这是一种引起疼痛的疾病，现在无法治愈，直到为时已晚才能被诊断出来。但在美国国立卫生澳门威尼斯人注册网站研究院（National Institutes of Health）的澳门威尼斯人注册网站研究资助下，波士顿大学的一个工程师团队与世界各地的临床医生和其他专家合作，正在开发一种治疗骨关节炎（OA）的突破性武器。
助理教授Michael Albro （ME， MSE， BME）是一个正在进行的项目的首席PI，该项目旨在建造一种无创的、基于光的关节镜，以评估膝盖和其他关节的软骨健康状况。他说：“我们一直与该地区的整形外科医生联系，他们真的希望尽快将这种技术应用于临床。”总计近300万美元，“这项NIH拨款将使我们能够证明拉曼诊断测量可以优于MRI。”
骨性关节炎是一种退行性关节疾病，折磨着3250万美国人。骨性关节炎的发病原因是关节软骨（关节末端骨骼的缓冲组织）磨损。它会导致疼痛甚至残疾。组织损失是不可逆的，所以最终需要人工关节。当OA患者是年轻人甚至是青少年时，这是一个问题，因为人工关节只能持续几十年。
“当你想到骨关节炎时，你想到的是老年人，但现实是24%的成年人患有骨关节炎，”阿尔布罗说。“年轻患者的负担有时会更重。”阿尔布罗说，每年都有成千上万的青少年和年轻人遭受可能导致创伤后骨关节炎的运动伤害。“他们还没有资格做关节置换手术。”
软组织在核磁共振成像或x线摄影扫描中表现不佳，这意味着目前使用的方法无法及早发现骨关节炎，而此时可能还有时间进行干预。Albro和他的同事设计的替代方案利用了拉曼散射原理。长期以来，拉曼分光镜一直被用于确定化石和艺术品伪造者的年代，它将光照射在标本上，计算波长发生变化的光粒子的数量，并利用这些数据来评估标本的化学成分。
将这一过程应用于关节软骨，Albro的团队发现拉曼散射可以捕捉到关键的生物标志物，测量组织的组成及其机械功能。在关节炎基金会的资助下，他们于2021年成功地在移植体中测试了他们的设备——有史以来第一个拉曼关节镜。现在，在美国国立卫生澳门威尼斯人注册网站研究院R01的资助下，他们正在大型活体动物模型上进行测试，使这项技术离临床又近了一步。
如果软骨损失不能逆转，为什么要建造一个更好的关节镜？有两个很好的理由。首先，许多科学家实际上正在澳门威尼斯人注册网站研究可能阻止OA发展的方法，有些人甚至希望能够逆转它，所以如果这种疾病能够及早发现，就可以防止许多损害的发生。
其次，许多澳门威尼斯人注册网站研究人员正在澳门威尼斯人注册网站研究工程或再生组织来代替软骨。事实上，阿尔布罗和他在拉曼关节镜项目中的许多同事也参与了这样的努力，作为双管齐下的方法的一部分：他们的“光学活检”设备可以用来评估他们和其他人设计的替代组织的质量，就像它可以评估自然组织一样。
阿尔布罗说：“最终，拉曼技术的主要好处之一将是有史以来第一次检查这些令人兴奋的新兴疗法的疗效。”
团队成员包括Mark Grinstaff教授（BME, Chemistry， MSE， MED）；澳门威尼斯人注册网站研究教授Brian Snyder (BME)，他也是波士顿儿童医院的整形外科医生；还有来自伦敦国王学院的生物光子学专家麦德斯·伯格霍尔特等人，以及来自三个工程系的“非常出色、有才华的学生”，阿尔布罗说。
阿尔布罗说：“这些都是具有挑战性的问题，我们任何一个人独自坐着都无法解决。”“这些国际、跨学科的合作非常棒，但考虑到距离和每个人的繁忙日程，它们也可能不稳定。所以神奇的公式是，你必须非常喜欢一起工作。我们似乎找到了一个非常好的团队，他们非常热衷于在这些项目上合作。”