ابداع ریز حسگر تجزیه پذیر با قابلیت تشخیص سرطان مغز

محققان چینی با ساخت نوعی حسگر شن دانه ای برپایه ژل و قابل کاشت در مغز، شیوه نوینی برای تشخیص سرطان و تروما های مغزی ابداع کرده اند.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری ساینس بلاگ به نقل ازاینترستینگ اینجینیرینگ ، حسگر دانشمندان دانشگاه علم و فناوری هواژونگ (HUST)، نرم و انعطاف پذیر است و می تواند در عرض یک ماه در مغز تجزیه شود.

پژوهشگران امیدوارند از این حسگر زیست تخریب پذیر برای نظارت بر سلامت افراد مبتلا به آسیب سر یا سرطان استفاده کرد. حسگر جدید برپایه ژل همچنین برای کاشت نیازی به جراحی تهاجمی ندارد و کاملا بی سیم است.

آزمایش این حسگر روی موش ها و خوک نشان داد به خوبی حسگر های سیمی معمولی کار کرده و می تواند معیار های کلیدی سلامت مانند دما، pH و فشار را کنترل کنند. این بدان معناست که حسگر جدید مبتنی بر ژل می تواند برای نظارت بر مغز بیماران از نظر تومور ها یا آسیب های مغزی بیشتر استفاده شود.

مجریان این پژوهش می گویند به احتمال زیاد این فناوری به یاری جامعه پزشکی و درمان خواهد آمد.

«کریستوفر رایش» «Christopher Reiche» که در توسعه ریزدستگاه های کاشتنی در دانشگاه یوتا آمریکا مشارکت دارد، این پژوهش چینی را بسیار جامع ارزیابی کرده است.

دانشمندان سال هاست که روی توسعه حسگر های مغزی قابل کاشت کار می کنند. با این حال، بیشتر این دستگاه ها برای انتقال داده ها به پزشکان از سیم استفاده می کنند. این سیم ها به سختی وارد و خارج می شوند و منافذی در پوست ایجاد می کنند که امکان ورود ویروس و باکتری را به بدن فراهم می کند. از سوی دیگر اگرچه حسگر های بی سیم راه حلی برای این مشکل ارایه می دهند، اما محدوده ارتباطی آنها محدود و اندازه نسبتا بزرگ شان، مانعی برای کاربرد گسترده آنها بوده است.

برای مقابله با این مشکلات، محققان چینی مجموعه ای از حسگر های مکعبی شکل دو میلیمتری را با استفاده از هیدروژل توسعه دادند. هیدروژل یک ماده نرم و انعطاف پذیر است که معمولا در بازسازی بافت و دارورسانی استفاده می شود.

این حسگر های ژلی، شکل خود را در پاسخ به دما، فشار و سطوح pH متفاوت تغییر داده و به ارتعاشات ناشی از تغییرات در جریان خون در مغز واکنش نشان می دهند.

سپس متخصصان پزشکی می توانند با استفاده از پروب اولتراسوند ناحیه مورد نظر را اسکن کنند. به این ترتیب می توانند تغییرات را در نحوه عبور امواج اولتراسوند از جمجمه از طریق «واکنش های» حسگر به فشار، pH و تغییرات دما تشخیص دهند.

مکعب های ژلی کوچک بعد از حدود چهار ماه کاملا در محلول نمک حل شده و بعد از پنج هفته در مغز تجزیه می شوند. 

آزمایش حیوانی این حسگر نشان داد که می تواند تغییرات اندک فشار جمجمه ناشی از تنفس خوک را تشخیص دهد. در مقام مقایسه می توان گفت پروب های سیمی، فاقد این حساسیت هستند. 

«جولیا کورنر» «Julia Körner»، توسعه دهنده حسگر های زیست پزشکی برپایه هیدروژل در دانشگاه «لایب نیتزهانوفر» در آلمان، معتقد است که اگرچه نتایج چشمگیر هستند، اما تایید ایمن بودن این حسگر ها برای استفاده در بدن انسان به تحقیقات بیشتری نیاز دارد.

نگرانی اصلی این است که آیا محصولات جانبی ایجاد شده در هنگام تجزیه حسگر ها مضر هستند یا خیر و آیا می توانند در سایر قسمت های بدن تجمع کنند. مساله ای که محققان چینی برای پاسخ به آن، ایمنی سیستم خود را بیشتر بررسی می کنند. آنها همچنین قصد دارند این حسگر را برای اطمینان از عملکرد پایدار در دوره های طولانی تر و بررسی تولید در مقیاس بزرگ دستگاه ها اصلاح کنند.

نتایج این تحقیقات در نشریه Nature منتشر شده است.