Fiberoptik kommer att underlätta behandling och diagnos

Ljuspulser har länge använts inom medicin. Denna behandlingsmetod kallas optogenetik, men idag används sådan terapi inte ofta. Metoden att påverka hjärnceller med ljuspulser har stor potential, forskare arbetar aktivt i denna riktning och studerar möjligheterna för dess användning inte bara inom behandling, utan även inom diagnostik. Ett team av forskare från Harvard och University of Massachusetts föreslog att använda en specialutvecklad optisk fiber för behandling och diagnostik direkt i människokroppen.

Amerikanska forskare har utvecklat en speciell fiber som är töjbar väl och biologiskt kompatibel med levande celler i människokroppen. Det nya materialet består av hydrogel och experter antar att sådana fibrer i framtiden kommer att användas för att behandla sjukdomens inledande stadier, de kommer att implanteras i den mänskliga hjärnan eller kroppen och kommer också att kunna "markera" de första tecknen på sjukdomen.

Utvecklarna av den unika fibern noterade själva att den har egenskapen att den kan töjas ut, vilket gör att den kan användas som ett implantat utan risk för bristning. Heliumfibrernas struktur är ganska lämplig för optogenetikmetoden (stimulering av vissa celler i hjärnan med hjälp av ljuspulser).

Enligt forskare kan heliumfibrer orsaka skador på angränsande vävnader, särskilt i hjärnan. Professor Huanghe Zhao förklarade att hjärnan kan jämföras med gelé, medan fibrerna som implanteras i den kommer att vara glas – ömtåliga men farliga element som kan orsaka skador på känsliga vävnader. Om fibrernas flexibilitet och mjukhet kunde matcha hjärnvävnadens, skulle stimuleringen bli mer effektiv och långvarig.

Forskarna publicerade resultaten av sin forskning i en vetenskaplig tidskrift. Grunden var Seok-Hyun (Andy) Yuns arbete, vars team utvecklade en hydrogeloptisk fiber som effektivt släpper igenom ljus.

Men strukturen hos denna fiber var inte stark, och alla försök att sträcka den resulterade i brott. Zhaos team föreslog en hydrogeloptisk fiber med god duktilitet, och båda teamen bestämde sig för att arbeta tillsammans i denna riktning. Yuns team föreslog att skapa en fiber i form av en kärna placerad i ett skal, för att ge maximalt ljusflöde; kärnan och skalet skulle vara gjorda av material med olika brytningsindex. Efter flera experiment fann man att Zhaos hydrogel var idealisk för kärnan; flera speciella tillsatser tillsattes till skalet för att bibehålla dess form och förhindra bristning efter sträckning.

Forskarna sa att den unika hydrogeloptiska fibern i framtiden kommer att användas som sensorer som kommer att reagera på de första tecknen på sjukdom, dessutom kommer sådana heliumfibrer att vara lämpliga för långsiktig diagnostik och kommer att hjälpa till att övervaka utvecklingen av tumörer eller inflammatoriska processer i kroppen.

Det är svårt att säga när den nya fibern kommer att nå den medicinska marknaden, eftersom forskare fortfarande har ett antal kliniska prövningar att genomföra, vilket kan ta flera år.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]