尿路結石薄片在偏光顯微鏡下的圖像。光的折射率不同呈現出不同的顏色（供圖：大阪大學的丸山美帆子教授，獲2023年NIKON JOICO AWARD藝術特別獎）
尿路結石是在腎臟內形成的結石堵塞了尿液通道（輸尿管），會引發背部等劇烈疼痛。應用隕石研究方法，對切割成20～30微米（1微米為百萬分之一米）厚度的結石進行表面打磨並使用偏光顯微鏡觀察，會呈現出宛如宇宙銀河般璀璨的景象。
主導尿路結石形成機制解析與發病預測研究的大阪大學工學研究科的丸山美帆子教授解釋道：「色彩斑斕的粉色和藍色部分是二水草酸鈣結晶，褐色部分可能是一水草酸鈣。」
尿路結石的研究歷史悠久。早在1937年就有研究報告稱，在腎臟壁面上發現以磷酸鈣為核心、聚集草酸鈣形成結晶化的斑塊。2003年，通過內視鏡確認了腎乳頭上附著的磷酸鈣斑塊。
結石是如何以磷酸鈣為核心、聚集草酸鈣並逐漸發展的？為探究尿路結石的形成過程，研究團隊查閱醫學期刊等資料後發現，既往方法多是將結石研磨成粉末來分析分子的組成，或觀察剖切樣本。但丸山教授表示：「將結石磨成粉末，雖然能通過數據掌握其中的物質構成，卻無法觀察物質的分佈情況。」
出身工科領域、專攻結晶工學的丸山教授，從研究隕石的友人處瞭解到薄片製備技術後，將含有堅硬結晶的石頭切成薄片並打磨表面，能夠在接近生物體內的狀態下觀察結石。丸山教授認為：「就像通過隕石解讀宇宙的歷史一樣，或許也能通過結石解讀人體的內部環境。」
2024年研究團隊發現，不僅人體組織壁面上的磷酸鈣，尿液中的磷酸鈣也收歛集形成多種形態，並成為結石的核心。2025年，研究團隊仍在繼續推進將這種磷酸鈣用作生物標誌物的研究，旨在開發出全球首個尿路結石發病風險檢測裝置。
原文：JST Science Portal 編輯部
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Crystal Growth & Design
論文：Evidence for solution-mediated phase transitions in kidney stones -Phase transition exacerbates kidney stone disease
DOI：10.1021/acs.cgd.3c00108
