Šķiedru optika palīdzēs ārstēšanā un diagnostikā

Gaismas impulsi medicīnā tiek izmantoti jau sen. Šo ārstēšanas metodi sauc par optoģenētiku, taču mūsdienās šāda terapija netiek bieži izmantota. Smadzeņu šūnu ietekmēšanas metodei ar gaismas impulsiem ir liels potenciāls, zinātnieki aktīvi strādā šajā virzienā un pēta tās izmantošanas iespējas ne tikai ārstēšanā, bet arī diagnostikā. Hārvardas un Masačūsetsas Universitātes zinātnieku komanda ierosināja ārstēšanai un diagnostikai izmantot speciāli izstrādātu optisko šķiedru tieši cilvēka organismā.

Amerikāņu pētnieki ir izstrādājuši īpašu šķiedru, kas labi stiepjas un ir bioloģiski saderīga ar cilvēka ķermeņa dzīvajām šūnām. Jaunais materiāls sastāv no hidrogela, un eksperti pieļauj, ka nākotnē šādas šķiedras tiks izmantotas slimības sākotnējo stadiju ārstēšanai, tās tiks implantētas cilvēka smadzenēs vai ķermenī un arī spēs "izcelt" pirmās slimības pazīmes.

Paši unikālās šķiedras izstrādātāji atzīmēja, ka tai piemīt stiepšanās īpašība, kas ļauj to izmantot kā implantu bez plīsuma riska. Hēlija šķiedru struktūra ir diezgan piemērota optoģenētikas metodei (noteiktu smadzeņu šūnu stimulēšanai, izmantojot gaismas impulsus).

Pēc zinātnieku domām, hēlija šķiedras var izraisīt blakus esošo audu bojājumus, īpaši smadzenēs. Profesors Huanhe Džao paskaidroja, ka smadzenes var salīdzināt ar želeju, savukārt tajās implantētās šķiedras būs brilles – trausli, bet bīstami elementi, kas var izraisīt delikātu audu bojājumus. Ja šķiedru elastība un maigums spētu atbilst smadzeņu audiem, stimulācija būtu efektīvāka un ilgstošāka.

Zinātnieki publicēja sava pētījuma rezultātus zinātniskā žurnālā. Pamats bija Sokhjuna (Endija) Juna darbs, kura komanda izstrādāja hidrogela optisko šķiedru, kas efektīvi pārraida gaismu.

Taču šīs šķiedras struktūra nebija izturīga, un visi mēģinājumi to izstiept beidzās ar pārrāvumiem. Džao komanda ierosināja hidrogela optisko šķiedru ar labu plastiskumu, un abas komandas nolēma sadarboties šajā virzienā. Juņa komanda ierosināja izveidot šķiedru kodola formā, kas ievietots apvalkā, lai nodrošinātu maksimālu gaismas plūsmu; kodolam un apvalkam jābūt izgatavotiem no materiāliem ar atšķirīgiem refrakcijas koeficientiem. Pēc vairākiem eksperimentiem tika konstatēts, ka Džao hidrogels ir ideāli piemērots kodolam; apvalkam tika pievienotas vairākas īpašas piedevas, lai saglabātu tā formu un novērstu plīsumu pēc stiepšanas.

Pētnieki norādīja, ka unikālā hidrogela optiskā šķiedra nākotnē tiks izmantota kā sensori, kas reaģēs uz pirmajām slimības pazīmēm, turklāt šādas hēlija šķiedras būs piemērotas ilgtermiņa diagnostikai un palīdzēs uzraudzīt audzēju vai iekaisuma procesu attīstību organismā.

Ir grūti pateikt, kad jaunā šķiedra nonāks medicīnas tirgū, jo pētniekiem vēl jāveic vairāki klīniskie pētījumi, kas varētu ilgt vairākus gadus.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]