حسگرهایی نخستین در نوع خود که سرطان را مانند پخش زنده دنبال می‌کنند

جهان پزشکی در مبارزه با سرطان پیشرفت‌های بزرگی داشته است. در سی سال گذشته، در کشورهایی با نظام سلامت پیشرفته، خطر مرگ ناشی از سرطان در بیماران تشخیص‌داده‌شده، به لطف عوامل گوناگونی مانند تشخیص زودهنگام و پیشرفت دارودرمانی، 32% کاهش یافته است.

هرچند افزایش میزان بقا امیدبخش است، سرطان همچنان بیماری شایعی است. در ترکیه، سرطان پس از بیماری‌های قلبی‌عروقی، دومین علت شایع مرگ است.

ابزاری معرفی‌شده در یک مطالعه تازه، توان ارائه اطلاعات بهتر درباره چگونگی پاسخ تومورها به درمان را دارد.

این ابزار می‌تواند در زمان واقعی بگوید تومور چقدر بزرگ یا کوچک شده است. همچنین می‌تواند نتایج را به‌صورت بی‌سیم برای تحلیل به یک تلفن هوشمند بفرستد. این دستگاه که توانایی خود را نشان داده و در آزمایش‌های حیوانی به‌کار رفته است، نخستین نمونه از نوع خود است.

دکتر Alex Abramson از بخش مهندسی شیمی و زیست‌مولکولی Georgia Tech و از نویسندگان مطالعه می‌گوید: «فناوری ما نخستین دستگاه زیست‌الکترونیکی پیگیری‌کننده پس‌رفت یا کوچک شدن تومور، و نخستین فناوری‌ای است که می‌تواند تومورها را در زمان واقعی دنبال کند.» این توضیح او درباره فناوری است.

حسگر از فناوری‌ای مشابه دیگر ابزارهای پوشیدنی انعطاف‌پذیر و پوست‌مانند استفاده می‌کند که داده‌های زیست‌سنجی را، از جمله از راه عرق، دریافت می‌کنند. اما آنچه این حسگر را منحصربه‌فرد می‌سازد، عنصر شیمیایی‌ای است که شناسایی تغییرات تومور را ممکن می‌کند: طلا.

طلا به دلیل انعطاف‌پذیری و رسانایی، ماده مفیدی است. در پایشگر این دستگاه تازه، یک حسگر آغشته به طلا روی پوست اطراف تومور مورد اندازه‌گیری چسبانده می‌شود. اگر تومور رشد کند، پوشش طلا کش می‌آید یا ترک می‌خورد و رسانایی آن کمتر می‌شود. با کوچک شدن تومور، این ترک‌ها بسته می‌شوند و ماده رساناتر می‌شود.

«این تغییرات رسانایی را اندازه می‌گیریم و آن‌ها را به اندازه‌گیری تغییرات حجم تومور تبدیل می‌کنیم.»

در حال حاضر، رایج‌ترین روش‌های سنجش اندازه تومور، اسکن سرطان PET-BT، کولیس‌ها یا قطرسنج‌ها و تصویربرداری زیست‌تابی (BLG) هستند. این اندازه‌گیری‌ها مفید و دقیق‌اند، اما معمولاً هر چند روز یا چند هفته انجام می‌شوند. برای سنجش پاسخ درمان با PET-BT، باید دست‌کم 2 هفته از آخرین درمان گذشته باشد. اما حسگر تازه، هر پنج دقیقه به‌روزرسانی دریافت می‌کند و می‌تواند تغییرات بسیار کوچکی را شناسایی کند که کولیس‌ها و BLI قادر به شناسایی آن‌ها نیستند.

دکتر Abramson درباره دستگاه تازه می‌گوید:

«حسگر ما اجازه می‌دهد اثرهای کوتاه‌مدت داروها بر تومورها را بهتر بفهمیم و روشی روان‌تر برای غربال کردن داروهایی در اختیار دانشمندان و متخصصان سلامت بگذاریم که ممکن است در آینده به درمان تبدیل شوند.»

استفاده از حسگرها در مطالعات حیوانی آغاز شده است؛ اما برای کاربرد انسانی هنوز به چند سال زمان نیاز دارند.

همچنین این حسگرها برای وسیله‌ای حاوی طلا، ارزان‌تر از آنچه تصور می‌کنید تمام می‌شوند. دکتر Abramson درباره هزینه محصول می‌گوید: «یک پژوهشگر می‌تواند حسگر را با هزینه کمتر از 60 دلار بسازد» .

*

شکل: حسگرهای خودکار انعطاف‌پذیر برای اندازه‌گیری کاهش حجم تومور.

( A ) فناوری FAST، به معنای سریع. ( B ) تصویر میکروسکوپ نوری حسگر کرنش طلای ترک‌خورده در کرنش‌ها یا کشیدگی‌های متفاوت. میله‌های مقیاس، 20 μm. ( C ) برنامه‌ای که تغییر مقاومت حسگر را ثبت می‌کند. ( D ) FAST شامل یک برد مدار چاپی (PCB) و کوله‌پشتی‌ای برای نگه داشتن حسگرهای کرنش روی موش است. ( E ) تغییر مقاومت حسگرها هنگام کشیده شدن با گام‌های 10 μm از پیش‌کرنش 50%. ( F ) تغییر چندبرابری مقاومت حسگرهای کشیده‌شده؛ منحنی‌های جداگانه 10 حسگر، و خط ضخیم نشان‌دهنده میانگین است. ( G) نیروی لازم برای کشیدن حسگرها در ضخامت‌های متفاوت بستر SEBS؛ منحنی‌های جداگانه 12 تا 13 حسگر، و خط نشان‌دهنده میانگین ± SD است.