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Erschienen in: Clinical Oral Investigations 7/2019

07.11.2018 | Original Article

In vivo Raman spectroscopic characteristics of different sites of the oral mucosa in healthy volunteers

verfasst von: Luis Felipe C. S. Carvalho, Marcelo Saito Nogueira, Tanmoy Bhattacharjee, Lazaro P. M. Neto, Lucas Daun, Thiago O. Mendes, Ramu Rajasekaran, Maurílio Chagas, Airton A. Martin, Luis Eduardo S. Soares

Erschienen in: Clinical Oral Investigations | Ausgabe 7/2019

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Abstract

Objectives

Investigate the biochemistry of in vivo healthy oral tissues through Raman spectroscopy. We aimed to characterize the biochemical features of healthy condition in oral subsites (buccal mucosa, lip, tongue, and gingiva) of healthy subjects. More specifically, we investigated Raman spectral characteristics and biochemical content of in vivo healthy tissues on Brazilian population. This characterization can be used to better define normal tissue and improve the detection of oral premalignant conditions in future studies.

Materials and methods

For spectroscopic analysis a Raman spectrometer (Kaiser Optical Systems imaging spectrograph Holospec, f / 1.8i-NIR) coupled with a laser 785 nm, 60 mW was used. Raman measurements were obtained by means of an optical fiber (EMVision fiber optic probe) coupled between the laser and the spectrometer. Three spectra per site were acquired from the lip, buccal mucosa, tongue, and gingiva of ten healthy volunteers. This resulted in 30 spectra per oral sub-site and in total 120 spectra.

Results

We report detailed biochemical information on these subsites and their relative composition based on deconvolution studies of their spectra. Finally, we also report classification efficiency of 61, 83, 41, and 93% for buccal, gingiva, lip, and tongue respectively after applying multivariate statistical tools.

Conclusions

We quantitated the contribution of various biochemicals in terms of percentage, and this will enable comparison not only across anatomical sites but also across studies. Raman spectroscopy can rapidly probe tissue biochemistry of healthy oral regions. Moreover, the study suggests the possibility of using Raman spectroscopy combined with signal processing and multivariate analysis methods to differentiate the oral sites in healthy conditions and compare with pathological conditions in future studies.

Clinical relevance

The spectral characterization of the healthy condition of oral tissues by a noninvasive, label-free, and real-time analytical techniques is important to create a spectral reference for future diagnosis of pathological conditions.
Literatur
6.
Zurück zum Zitat Harris AT et al (2010) Raman spectroscopy in head and neck cancer. Head Neck Oncol 2:26CrossRef Harris AT et al (2010) Raman spectroscopy in head and neck cancer. Head Neck Oncol 2:26CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Huang Z et al (2003) Near-infrared Raman spectroscopy for optical diagnosis of lung cancer. Int J Cancer 107:1047–1052CrossRef Huang Z et al (2003) Near-infrared Raman spectroscopy for optical diagnosis of lung cancer. Int J Cancer 107:1047–1052CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Malini R et al (2006) Discrimination of normal, inflammatory, premalignant, and malignant oral tissue: a Raman spectroscopy study. Biopolymers 81:179–193CrossRef Malini R et al (2006) Discrimination of normal, inflammatory, premalignant, and malignant oral tissue: a Raman spectroscopy study. Biopolymers 81:179–193CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Oliveira AP, Bitar RA, Silveira L Jr, Zângaro RA, Martin AA (2006) Near-infrared Raman spectroscopy for oral carcinoma diagnosis. Photomed Laser Ther 24:348–353CrossRef Oliveira AP, Bitar RA, Silveira L Jr, Zângaro RA, Martin AA (2006) Near-infrared Raman spectroscopy for oral carcinoma diagnosis. Photomed Laser Ther 24:348–353CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Singh S, Deshmukh A, Chaturvedi P, Krishna CM (2012) Raman spectroscopy in head and neck cancers: toward oncological applications. J Cancer Res Ther 8:126CrossRef Singh S, Deshmukh A, Chaturvedi P, Krishna CM (2012) Raman spectroscopy in head and neck cancers: toward oncological applications. J Cancer Res Ther 8:126CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Singh S, Sahu A, Deshmukh A, Chaturvedi P, Krishna CM (2013) In vivo Raman spectroscopy of oral buccal mucosa: a study on malignancy associated changes (MAC)/cancer field effects (CFE). Analyst 138:4175–4182CrossRef Singh S, Sahu A, Deshmukh A, Chaturvedi P, Krishna CM (2013) In vivo Raman spectroscopy of oral buccal mucosa: a study on malignancy associated changes (MAC)/cancer field effects (CFE). Analyst 138:4175–4182CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Venkatakrishna K et al (2001) Optical pathology of oral tissue: a Raman spectroscopy diagnostic method. Curr Sci Bangalore 80:665–668 Venkatakrishna K et al (2001) Optical pathology of oral tissue: a Raman spectroscopy diagnostic method. Curr Sci Bangalore 80:665–668
13.
Zurück zum Zitat Singh S, Deshmukh A, Chaturvedi P, Krishna CM (2012) In vivo Raman spectroscopic identification of premalignant lesions in oral buccal mucosa. J Biomed Opt 17:1050021–1050029CrossRef Singh S, Deshmukh A, Chaturvedi P, Krishna CM (2012) In vivo Raman spectroscopic identification of premalignant lesions in oral buccal mucosa. J Biomed Opt 17:1050021–1050029CrossRef
17.
Zurück zum Zitat D’Almeida CDP, Campos C, Saito Nogueira M, Pratavieira S, Kurachi C (2015) Time-resolved and steady-state fluorescence spectroscopy for the assessment of skin photoaging process. Proc. SPIE 9531, Biophotonics South America, 953146. https://doi.org/10.1117/12.2180975 D’Almeida CDP, Campos C, Saito Nogueira M, Pratavieira S, Kurachi C (2015) Time-resolved and steady-state fluorescence spectroscopy for the assessment of skin photoaging process. Proc. SPIE 9531, Biophotonics South America, 953146. https://​doi.​org/​10.​1117/​12.​2180975
19.
Zurück zum Zitat Kumar P, Bhattacharjee T, Ingle A, Maru G, Krishna CM (2016) Raman spectroscopy of experimental oral carcinogenesis: study on sequential cancer progression in hamster buccal pouch model. Technol Cancer Res Treat 15:NP60–NP72CrossRef Kumar P, Bhattacharjee T, Ingle A, Maru G, Krishna CM (2016) Raman spectroscopy of experimental oral carcinogenesis: study on sequential cancer progression in hamster buccal pouch model. Technol Cancer Res Treat 15:NP60–NP72CrossRef
Metadaten
Titel
In vivo Raman spectroscopic characteristics of different sites of the oral mucosa in healthy volunteers
verfasst von
Luis Felipe C. S. Carvalho
Marcelo Saito Nogueira
Tanmoy Bhattacharjee
Lazaro P. M. Neto
Lucas Daun
Thiago O. Mendes
Ramu Rajasekaran
Maurílio Chagas
Airton A. Martin
Luis Eduardo S. Soares
Publikationsdatum
07.11.2018
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Clinical Oral Investigations / Ausgabe 7/2019
Print ISSN: 1432-6981
Elektronische ISSN: 1436-3771
DOI
https://doi.org/10.1007/s00784-018-2714-5

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