دانشمندان موفق به ساخت حسگر نانومقیاسی شده اند که برای نخستین بار می تواند به مدت چند روز، به طور مداوم مولکول های زیستی را در جریان خون رصد کند. این دستاورد میتواند گامی مهم در مسیر پزشکی دقیق، رصد لحظه ای دارو و تشخیص زودهنگام بیماری ها باشد.
به گزارش ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، دانشمندان دانشگاه استنفورد موفق به توسعه نوعی حسگر نانومقیاس شده اند که می تواند برای اولین بار به مدت چندین روز، مولکول های زیستی را به صورت مداوم در جریان خون جانوران زنده رصد کند. این فناوری که با نام SENSBIT (سامانه حسگر الکتروشیمیایی پایدار با نانوساختار برای پایش درون بدنی خون) معرفی شده، می تواند تحولی در نظارت پیوسته بر داروها و زیست نشانگرهای بیماریها ایجاد کند.
به گزارش Nature Biomedical Engineering، تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور سُه موفق شده است با کاشت این حسگر در رگ های خونی موش های زنده، پایش لحظه ای غلظت دارو را برای مدت یک هفته بدون کاهش محسوس عملکرد محقق کند؛ دستاوردی که نسبت به رکورد قبلی ۱۱ ساعته در این حوزه، یک جهش بزرگ محسوب می شود.
در دو دهه گذشته، توسعه زیست حسگرهایی که بتوانند مواد شیمیایی یا زیستی را در بدن انسان ردیابی کرده و داده ها را به صورت سیگنال های قابل خوانش خارج از بدن ارسال کنند، یکی از اهداف کلیدی پژوهشگران بوده است. با وجود پیشرفت های اخیر، حسگرهای موجود یا تنها مواد محدودی را شناسایی می کنند یا دوام کافی در محیط های زیستی پیچیده مانند خون ندارند.
ولی حسگر جدید SENSBIT با طراحی ماژولار و پایدار، این موانع را پشت سر گذاشته است. ییهانگ چن، نویسنده اول مقاله، با الهام از ساختار روده انسان و به ویژه میکروویلی های سطح روده، طراحی این سامانه را به گونه ای انجام داده که در برابر تخریب ناشی از سیستم ایمنی بدن مقاومت کند.
حسگر SENSBIT با بهره گیری از سطح طلای نانوحفره ای سه بعدی و پوششی الهام گرفته از مخاط محافظ روده، عناصر حسگر را از تداخلات محیطی و حمله های ایمنی محافظت می کند. این ساختار باعث می شود نوسانات سیگنال به حداقل برسد و دقت اندازه‌گیری در طول زمان حفظ شود.
در آزمایش ها، این سامانه توانست پس از یک ماه قرارگیری در سرم انسانی (بدون سلول ها و عوامل انعقادی)، بیش از ۷۰ درصد از کارایی سیگنال دهی خود را حفظ کند و در طول یک هفته فعالیت درون رگی در بدن موش ها نیز عملکرد پایدار نشان دهد.
کاربردهای بالقوه این فناوری بسیار گسترده است؛ از پایش لحظه ای غلظت داروها برای بهینه سازی دوز درمانی، تا شناسایی زودهنگام سرطان یا بیماری های متابولیک. در واقع ، این فناوری میتواند زیرساختی برای پزشکی دقیق و شخصی سازی شده باشد؛ جایی که تصمیمات درمانی نه فقط بر اساس تجویزهای استاندارد، بلکه بر مبنای داده های لحظه ای زیستی بیمار گرفته می شود.
اگرچه این فناوری هنوز در مراحل پیش بالینی است، عملکرد موفق آن در مدل های جانوری و سرم انسانی، مسیر ورود به آزمایش های انسانی و سپس کاربردهای بالینی را هموار می کند. تیم تحقیقاتی امیدوار است در گام بعدی بتواند حسگرهای مشابه را برای رصد سایر نشانگرهای زیستی حیاتی طراحی کند.
- 11
- 5
