本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)光學(xué)成像，具體涉及一種活體皮膚光透明試劑及可逆皮膚光透明方法。

背景技術(shù)：

1、皮膚是生物體抵御外界入侵的第一道防線，也是活體光學(xué)成像研究的重要靶點(diǎn)，其在周圍血管性疾病、糖尿病、腫瘤與免疫學(xué)等領(lǐng)域的研究中具有重要意義。利用光學(xué)成像技術(shù)能夠動態(tài)觀測疾病發(fā)展過程中皮膚結(jié)構(gòu)、血管功能、免疫細(xì)胞功能的變化規(guī)律，從而為皮膚病變的診斷和治療研究提供幫助。然而，皮膚的混濁特性限制了光在組織中的穿透深度，使得光學(xué)成像技術(shù)僅能獲取皮膚表層的信息，而無法獲取皮膚組織深層結(jié)構(gòu)，并且也嚴(yán)重限制了光學(xué)成像的質(zhì)量。

2、目前，為了實(shí)現(xiàn)活體水平皮膚的高分辨光學(xué)成像，研究人員發(fā)展了多種基于外科手術(shù)的皮窗模型。然而，手術(shù)皮窗的建立不可避免會引起機(jī)體局部或系統(tǒng)性的炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致無法獲取真實(shí)微環(huán)境下皮膚的結(jié)構(gòu)與功能變化。

3、因此，有必要提供一種新的活體皮膚光透明試劑及可逆皮膚光透明方法以解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種活體皮膚光透明試劑及可逆皮膚光透明方法。本發(fā)明提供的活體皮膚光透明試劑能使皮膚組織內(nèi)部的折射率均一化、同時降低組織散射，使得皮膚組織對光更加透明，提高成像深度，并能獲取皮膚微血管結(jié)構(gòu)、血流與血氧的分布信息。

2、在第一方面，本發(fā)明提供了一種活體皮膚光透明試劑，其包括第一溶液和含有食用色素的水凝膠；其中，以體積百分比計(jì)，第一溶液包括40-60%的糖類物質(zhì)、1-10%的促滲劑和35-55%的醇類物質(zhì)；含有食用色素的水凝膠是將高分子化合物溶于水中，然后加入食用色素后制備得到，以質(zhì)量百分比計(jì)，高分子化合物的含量為0.1-1%，水的含量為49-89.9%，食用色素的含量為10-50%。

3、本發(fā)明中，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將活體皮膚光透明試劑施用于受試者皮膚時，第一溶液通過滲透進(jìn)入皮膚組織，置換膠原水化層中的水分子，并使皮膚組織膠原解離，使皮膚折射率降低；含有食用色素的水凝膠進(jìn)一步減少皮膚內(nèi)部水和脂質(zhì)的折射率差異，實(shí)現(xiàn)組織內(nèi)部折射率均一化，降低組織散射，從而使得皮膚組織變得對光透明，提高成像深度，并能精準(zhǔn)獲取皮膚微血管結(jié)構(gòu)、血流與血氧的分布信息。

4、可以理解的是，在含有食用色素的水凝膠的制備過程中，可以采用常規(guī)技術(shù)，例如高分子化合物可以直接溶于水中，也可以加熱助溶，還可以加入交聯(lián)劑，以便快速得到水凝膠。

5、在一些實(shí)施方案中，在第一溶液中，糖類物質(zhì)選自單糖及其衍生物或多糖及其衍生物中的至少一種。

6、在一些實(shí)施方案中，單糖及其衍生物選自果糖、葡萄糖、半乳糖或甘露糖中的至少一種；多糖及其衍生物選自蔗糖、乳糖或麥芽糖中的至少一種。

7、本發(fā)明中，發(fā)明人進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，糖類物質(zhì)具有較高的折射率，并帶有羥基官能團(tuán)，可與皮膚的真皮膠原通過氫鍵相互作用，從而置換出膠原水化層中的水分子，使皮膚內(nèi)部各組分的折射率均一化，以實(shí)現(xiàn)皮膚光透明。

8、可以理解的是，單糖及其衍生物和多糖及其衍生物可以根據(jù)實(shí)際使用需要進(jìn)行常規(guī)選擇，示例性地，本發(fā)明中，單糖及其衍生物優(yōu)選果糖、葡萄糖、半乳糖或甘露糖中的至少一種；多糖及其衍生物優(yōu)選蔗糖、乳糖或和麥芽糖中的至少一種。

9、在一些實(shí)施方案中，在第一溶液中，促滲劑選自噻酮、氮酮或丙酮中的至少一種。

10、本發(fā)明中，發(fā)明人進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，促滲劑可以有效降低生物體表角質(zhì)層及致密表皮對試劑滲透的阻礙作用，以促使有效成分向皮膚組織中有效滲透，其主要用于實(shí)現(xiàn)增加試劑的滲透。

11、可以理解的是，促滲劑可以根據(jù)實(shí)際使用需要進(jìn)行常規(guī)選擇，示例性地，本發(fā)明中，促滲劑優(yōu)選噻酮、氮酮或丙酮中的至少一種。進(jìn)一步地，促滲劑可處理成液體狀，例如加熱融化得到液體，以與第一溶液中的其他組分混合。

12、在一些實(shí)施方案中，在第一溶液中，醇類物質(zhì)選自聚乙二醇、聚丙二醇或丙三醇中的至少一種。

13、本發(fā)明中，發(fā)明人進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，醇類物質(zhì)具有較高的折射率，并帶有羥基官能團(tuán)，可與皮膚的真皮膠原通過氫鍵相互作用，從而置換出膠原水化層中的水分子；此外，羥基官能團(tuán)能夠與皮膚中的膠原形成氫鍵從而實(shí)現(xiàn)膠原解離，降低膠原的散射，使皮膚內(nèi)部各組分的折射率均一化，以實(shí)現(xiàn)皮膚光透明。

14、可以理解的是，醇類物質(zhì)可以根據(jù)實(shí)際使用需要進(jìn)行常規(guī)選擇，示例性地，本發(fā)明中，醇類物質(zhì)優(yōu)選聚乙二醇、聚丙二醇或丙三醇中的至少一種。

15、在一些實(shí)施方案中，在含有食用色素的水凝膠的制備過程中，高分子化合物選自低熔點(diǎn)瓊脂糖、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉或透明質(zhì)酸鈉中的至少一種。

16、本發(fā)明中，發(fā)明人進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，高分子物質(zhì)溶于水后形成水凝膠，該水凝膠維持在皮膚表面，以保證皮膚對水凝膠中含有的食用色素進(jìn)行吸收。

17、可以理解的是，高分子物質(zhì)可以根據(jù)實(shí)際使用需要進(jìn)行常規(guī)選擇，示例性地，本發(fā)明中，高分子化合物優(yōu)選低熔點(diǎn)瓊脂糖、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉或透明質(zhì)酸鈉中的至少一種。

18、在一些實(shí)施方案中，在含有食用色素的水凝膠的制備過程中，食用色素選自酸性紅、酸性橙、酸性棕、檸檬黃或日落黃中的至少一種。

19、本發(fā)明中，發(fā)明人進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，食用色素具有強(qiáng)吸收特性，在溶于水后可有效提高水溶液的折射率，皮膚在吸收食用色素后可以顯著降低皮膚內(nèi)部水和脂質(zhì)的折射率差異，使皮膚內(nèi)部各組分的折射率均一化，以實(shí)現(xiàn)皮膚光透明。

20、可以理解的是，食用色素可以根據(jù)實(shí)際使用需要進(jìn)行常規(guī)選擇，示例性地，本發(fā)明中，食用色素優(yōu)選酸性紅、酸性橙、酸性棕、檸檬黃或日落黃中的至少一種。

21、在第二方面，本發(fā)明提供了一種利用上述任一項(xiàng)活體皮膚光透明試劑進(jìn)行可逆皮膚光透明方法，包括如下步驟：s1、對受試者的皮膚進(jìn)行脫毛處理，經(jīng)清洗、吹干后，得到具有原始渾濁狀態(tài)的皮膚；s2、向具有原始渾濁狀態(tài)的皮膚上滴加第一溶液，涂抹均勻后，進(jìn)行第一反應(yīng)，然后去除第一溶液，得到預(yù)處理的皮膚；s3、向預(yù)處理的皮膚上涂抹含有食用色素的水凝膠，涂抹均勻后，進(jìn)行第二反應(yīng)，得到光透明化的皮膚。

22、在一些實(shí)施方案中，還包括去除光透明化的皮膚上的含有食用色素的水凝膠，然后對皮膚進(jìn)行擦洗，從而使皮膚組織復(fù)性，并恢復(fù)至原始渾濁狀態(tài)的步驟。

23、在一些實(shí)施方案中，步驟s2中，第一反應(yīng)的時間為5-10min；步驟s3中，第二反應(yīng)的時間為8-15min。

24、在一些實(shí)施方案中，受試者包括小鼠。

25、本發(fā)明中，通過先后向受試者的皮膚依次滴加第一溶液和涂抹含有食用色素的水凝膠，使皮膚組織內(nèi)部折射率均一化，降低組織散射，使得皮膚組織變得對光透明，以實(shí)現(xiàn)皮膚血管結(jié)構(gòu)的高分辨成像，克服了因皮膚高散射特性導(dǎo)致成像質(zhì)量不高、深度不深的問題；進(jìn)一步地，在透明后用生理鹽水清洗可以將皮膚組織復(fù)性，恢復(fù)至原始的渾濁狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)皮膚可逆光透明；該方法操作簡單，透明程度高，成像質(zhì)量高，生物相容性好。

26、本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明提供一種活體皮膚光透明試劑，當(dāng)將該活體皮膚光透明試劑施用于受試者皮膚時，第一溶液通過滲透進(jìn)入皮膚組織，置換膠原水化層中的水分子，并使皮膚組織膠原解離，使皮膚折射率降低；含有食用色素的水凝膠進(jìn)一步減少皮膚內(nèi)部水和脂質(zhì)的折射率差異，實(shí)現(xiàn)組織內(nèi)部折射率均一化，降低組織散射，從而使得皮膚組織變得對光透明，提高成像深度，并能精準(zhǔn)獲取皮膚微血管結(jié)構(gòu)、血流與血氧的分布信息，同時能降低受試者的炎癥反應(yīng)，因此，在皮膚光學(xué)成像中具有較好的應(yīng)用前景。