Uma equipe de pesquisadores médicos da Charité-Universitätsmedizin analisou danos causados ??por raios X de alta energia concentrados em amostras de ossos de peixes e mamíferos no BESSY II. Com uma combinação de técnicas de microscopia, os cientistas conseguiram documentar a destruição das fibras de colágeno induzida por elétrons emitidos pelos cristais minerais. Os métodos de raios-X podem impactar as amostras ósseas quando medidos por um longo tempo, concluem os pesquisadores.

Suas descobertas foram publicadas na revista Nature Communications .

Há muito se sabe que, além de uma certa dose, os raios X danificam os tecidos vivos , portanto, há indicações médicas claras para os raios X para manter a exposição à radiação ao mínimo. Na pesquisa básica sobre as propriedades e características de amostras de tecido mineralizado , como osso , os pesquisadores contam com fontes de raios-X cada vez mais poderosas.

"Até agora, o lema tem sido: mais fluxo e maior energia é melhor, porque você pode obter maior profundidade de campo e maior resolução com raios-X mais intensos", diz o Dr. Paul Zaslansky da Charité-Universitätsmedizin. Zaslansky e sua equipe já analisaram amostras de ossos de peixes e mamíferos na linha de luz MySpot em BESSY II.

O BESSY II gera uma ampla gama bem caracterizada de raios-X, focados com precisão em uma faixa de energia intermediária, o que permite insights sobre as estruturas mais finas e até processos químicos e físicos em materiais. "Graças aos detectores sensíveis e às condições de irradiação bastante brandas no BESSY II, em comparação com as fontes síncrotron de raios-X mais duras, fomos capazes de demonstrar em nossas várias amostras ósseas que as fibras de colágeno são danificadas pela absorção da irradiação nos nanocristais minerais", diz Zaslansky .

"Examinamos as amostras sob microscopia de varredura a laser de segunda geração harmônica para a imagem das fibras de proteína", explica a primeira autora Katrein Sauer, que está fazendo seu doutorado na equipe de Zaslansky. Juntamente com o especialista em HZB, Dr. Ivo Zizak, ela irradiou amostras de ossos de lúcios, porcos, gado e camundongos com raios-X precisamente calibrados.

Os feixes deixaram um rastro de destruição que é claramente visível nas imagens de microscopia confocal e eletrônica. "Os fótons de alta energia da luz de raios-X desencadeiam uma cascata de excitações de elétrons. A ionização de cálcio e fósforo no mineral danifica proteínas como o colágeno no osso", diz Sauer. A degradação do colágeno aumenta com a duração da irradiação, mas também aparece mesmo com irradiação curta em alto fluxo .

"Os métodos de raios X são considerados não destrutivos na pesquisa de materiais, mas pelo menos para a pesquisa de tecidos ósseos isso não é verdade", diz Zaslansky. "Temos que ter mais cuidado na pesquisa médica básica para não danificarmos as próprias estruturas que realmente queremos analisar." Então, como em toda a medicina, e mesmo quando não há tecidos vivos e DNA para danificar, tudo se resume a usar uma dose mínima para obter os insights que refletem a condição material sem causar danos.

Nota: Os raios X produzidos no BESSY II são cerca de dez mil vezes mais intensos do que os raios X usados ??para exames médicos (para raios X de uma perna quebrada, o Escritório Federal Alemão de Proteção contra Radiação dá uma dose de 0,01 milisievert). Os métodos de raios X são extremamente úteis para exames médicos.