Optisk fiber hjälper till vid behandling och diagnos

Ljuspulser har länge använts i medicin. Denna metod för behandling kallades optogenetik, men hittills används sådan behandling inte ofta. Metoden för exponering ljuspulser till hjärnceller har stor potential, forskare arbetar aktivt i denna riktning och undersöker dess användning inte bara i behandling, men också diagnos. Ett team av forskare från Harvard och Massachusetts University föreslog att man använder en specialdesignad optisk fiber för behandling och diagnos direkt i människokroppen.

Amerikanska forskare har utvecklat en speciell fiber som är väl sträckt och biologiskt kompatibel med levande celler i människokroppen. Det nya materialet är en hydrogel, och experter menar att i framtiden sådana fibrer kommer att användas för behandling av de första stadierna av sjukdomen, de implanteras i hjärnan eller den mänskliga kroppen, och kan även "highlight" den första manifestationen av sjukdomen. 

Utvecklarna av den unika fibern själv noterade att den har egenskapen att sträcka, vilket gör det möjligt att använda det som ett implantat utan risk för ruptur. Strukturen av heliumfibrer är ganska lämplig för metoden för optogenetik (stimulering i hjärnan hos vissa celler med hjälp av ljuspulser).

Enligt forskare kan heliumfibrer skada intilliggande vävnader, särskilt i hjärnan. Professor Huanghe Zhao förklarade att hjärnan kan jämföras med gelé, medan fibrerna implanterade i det blir glas - bräckliga men farliga ämnen som kan skada känsliga vävnader. Om flexibiliteten och mjukheten hos fibrerna kunde matcha hjärnans vävnader, skulle stimuleringen vara mer effektiv och långsiktig.

Slutsatser av deras forskararbetare forskare publicerade i en av de vetenskapliga publikationerna. Som en grund togs Sek-Hyun (Andy) Yuns arbete, vars team utvecklade optisk fiber från en hydrogel som effektivt överför ljus.

Men strukturen hos denna fiber var inte stark, och alla försök att sträcka det ledde till fel. Team Zhao föreslog fiber från hydrogelen, som har bra stringens och båda lagen bestämde sig för att fortsätta arbeta tillsammans i denna riktning. Team Yun föreslog att man skapar en fiber i form av en kärna, placerad i ett skal, för att säkerställa det ultimata ljusflödet, kärnan och skalet måste vara gjorda av material med olika brytningsindex. Efter flera experiment visade sig att Zhao-teamets hydrogel är idealisk för kärnan, flera speciella tillsatser har lagts till skalet som behöll formen och förhindrade brottet efter sträckning.

Forskarna sade att den unika hydrogel fibern i framtiden kommer att användas som en sensor som utlöser uppkomsten av de första tecknen på sjukdomen, dessutom sådan helium fiber som är lämplig för diagnos och långsiktigt perspektiv och kommer att hjälpa att övervaka utvecklingen av tumörer eller inflammatoriska processer i kroppen.

När det kommer nya fibrer på den medicinska marknaden är det svårt att säga, eftersom forskare måste genomföra ett antal kliniska prövningar som kan ta flera år.

[1], [2], [3]