Magnetyczne drobiny kurzu do lepszej diagnostyki medycznej
Już wkrótce magnetyczne urządzenia diagnostyczne wielkości drobin kurzu będą mogły być wprowadzane do ludzkiego organizmu i pobierać próbki tkanek do celów diagnostycznych.
Mikroskopijne urządzenia diagnostyczne nazywane przez naukowców Mikrochwytakami (ang. μ-grippers) to całkowicie niezależne twory, które nie wymagają obecności ani źródeł zasilania, ani żadnych przewodów. Narzędzia w kształcie gwiazd dostają się do organizmu człowieka zamknięte w specjalnych komorach i są aktywowane przez naturalną ciepłotę ciała.
Ponieważ Mikrochwytaki są w części zbudowane z materiału o właściwościach magnetycznych, mogą zostać w łatwy sposób wydobyte na zewnątrz. Narzędzia mogą być wykorzystywane do pobierania fragmentów tkanek z układu pokarmowego oraz moczowego. Przeprowadzone na żywych zwierzętach eksperymenty potwierdzają, że sam proces nie jest w żadnym stopniu szkodliwy dla organizmu.
- To pierwszy raz, kiedy ktoś użył mikroskopijnych rozmiarów urządzeń diagnostycznych do przeprowadzenia biopsji na żywym zwierzęciu - powiedział twórca Mikrochwytaków, David Gracias, profesor inżynierii chemicznej z Johns Hopkins University.
Mikrochwytaki mogą radykalnie zmienić samo badanie biopsji, "złoty standard" wykorzystywany szczególnie w diagnostyce nowotworowej. W porównaniu do tradycyjnych rozwiązań, mikrochwytaki mogą pobrać znacznie więcej próbek z wielu miejsc. Przy tradycyjnej biopsji przeprowadzanej przy użyciu kolonoskopii pobiera się 30-40 fragmentów tkanek. Czasami jednak to nie wystarcza do identyfikacji nowotworu, co utrudnia dalszą terapię.
- Tradycyjna kolonoskopia to szukanie igły w stogu siana. Opierając się na małej próbce nie zawsze możemy wyciągnąć dokładne wnioski. Musimy pobierać większe ilości tkanek. To dam nam statystycznie większe szanse, by zdiagnozować chorobę, którą podejrzewamy. Właśnie do tego idealne są Mikrochwytaki. Możemy rozmieścić setki, a nawet tysiące narzędzi w organizmie człowieka, co da nam pełniejszy obraz sytuacji - powiedział Florin Selaru, fizyk biorąc udział w projektowaniu Mikrochwytaków.
Zespół Graciasa wierzy, że w przyszłości to drobne, aktywowane za pomocą ciepła lub chemikaliów, urządzenia diagnostyczne będą ratować ludzkie życie. Do ich produkcji jest wykorzystywany taki sam proces, co do wytwarzania chipów komputerowych - fotolitografia. Palcowe wypustki Mikrochwytaków są wykonane z materiałów, które zwykle zwijają się do środka, ale dodatek żywicy polimerowej zapewnia im odpowiednią sztywność.
Przed biopsją Mikrochwytaki są przechowywane na lodzie, a w organizmie są umieszczane przy użyciu tradycyjnej aparatury do endoskopii. W ciągu ok. 5 minut od umieszczenia w układzie pokarmowym, ciepło uwalnia Mikrochwytaki z polimerowej powłoki, dzięki czemu mogą one pobrać fragment tkanki. Następnie narzędzie jest wydobywane z organizmu.
Chociaż wyniki badań na zwierzętach są obiecujące, naukowcy przekonują, że proces będzie wymagał dalszego udoskonalenia, zanim będą mogły rozpocząć się testy kliniczne.
