تشخیص زودهنگام سرطان پوست با حسگر زیستی جدید

یک سنسور زیستی جدید مبتنی بر امواج تراهرتز (THz)، ممکن است به شناسایی زودهنگام سرطان پوست کمک کند.

به گزارش تکناک،امواج تراهرتز (THz) بین فرکانس‌های مایکروویو و مادون قرمز در طیف الکترومغناطیسی وجود دارند. فناوری THz یک مرز امیدوارکننده در کاربردهای زیست پزشکی است.

این حسگر زیستی که توسط محققان دانشگاه کوئین مری لندن و دانشگاه گلاسکو ساخته شده است، در مقایسه با سایر روش‌های اغلب وقت‌گیر، حساسیت بالایی برای تشخیص سرطان پوست دارد.

این حسگر زیستی از این امواج برای ارائه روشی غیرتهاجمی برای تجزیه و تحلیل ویژگی‌های بافت زیرین استفاده می‌کند.

دکتر شهره نوری‌نوین، نویسنده اول این مطالعه توضیح داد: روش‌های سنتی برای تشخیص سرطان پوست اغلب گران‌قیمت، زمان‌بر، شامل سی‌تی اسکن، اسکن PET و فناوری‌های تهاجمی فرکانس‌های بالاتر است.

نوری‌نوین افزود: سنسور زیستی ما راه‌حلی غیرتهاجمی و بسیار کارآمد ارائه می‌دهد که از خواص منحصر به‌فرد امواج THz استفاده می‌کند که نوعی تابش با انرژی کمتر از اشعه ایکس است که بنابراین برای انسان ایمن است و تغییرات ظریف در ویژگی‌های سلول را تشخیص می‌دهد.

01
از 02
ویژگی‌های طراحی حسگر زیستی

ترکیب فناوری تصویربرداری تراهرتز در یک حسگر انعطاف‌پذیر، قابل‌حمل و قابل استفاده مجدد، این پتانسیل را دارد که فرآیندهای تشخیص سرطان را برای بیماران سرعت بخشد و راحت‌تر کند.

طراحی این حسگر زیستی شامل ویژگی‌های مختلفی با رزوناتورهای کوچک و نامتقارن بر روی یک بستر انعطاف‌پذیر است.

قابل ذکر است که این حسگر ظرفیت تشخیص تغییرات کوچک در خصوصیات سلولی را دارد که آن را از رویکردهای سنتی متمایز می‌کند.

این دستگاه طیف وسیعی از پارامترها را ارزیابی می‌کند که شامل فرکانس تشدید، بزرگی انتقال و معیاری به نام عرض کامل در نصف حداکثر (FWHM) است.

این روش، تصویر جامع‌تری از بافت ارائه می‌دهد و ظرفیت تشخیص بین سلول‌های سالم و بدخیم را بهبود می‌بخشد و به ما امکان می‌دهد میزان بدخیمی را در بافت اندازه‌گیری کنیم.

02
از 02
آزمایش حسگر زیستی جدید توسعه‌یافته

برای تعیین اثربخشی، از حسگر زیستی برای تمایز بین سلول‌های طبیعی پوست و سلول‌های سرطان سلول پایه (BCC) استفاده شد.

جالب اینجاست که این سنسور با موفقیت تفاوت دو نوع سلول را تشخیص داده است.

این قابلیت موفقیت‌آمیز، نویدبخش بهبود نتایج بیماران با امکان شناسایی سرطان در مراحل اولیه آن است. حساسیت و دقت این سنسور زیستی در تشخیص سلول‌های سالم و سرطانی می‌تواند جان افراد بی شماری را نجات دهد.

نوری‌نوین در ادامه افزود: پیامدهای این مطالعه بسیار فراتر از تشخیص سرطان پوست است. این فناوری می‌تواند برای تشخیص زودهنگام سرطان‌های مختلف و سایر بیماری‌ها مانند آلزایمر، با کاربردهای زیاد در تنظیمات با منابع محدود به دلیل قابل حمل بودن و مقرون به‌صرفه بودن استفاده شود.

(الف) نشان دادن انعطاف‌پذیری حسگر زیستی. (ب-ج) حسگر زیستی متاسطحی ساخته شده در زیر میکروسکوپ نوری، (د) مدل‌های ژل کلاژن سه بعدی از BCC در صفحات 24 چاهی کشت داده شده است

بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی، بروز جهانی سرطان‌های پوست غیرملانومایی بین 2 تا 3 میلیون مورد در سال است که سرطان پوست ملانوما حدود 132000 مورد را شامل می‌شود. سرطان پوست یک سوم تشخیص‌های سرطانی را تشکیل می‌دهد.

علاوه بر این، آمار بنیاد سرطان پوست نشان می‌دهد که از هر پنج آمریکایی، یک نفر در طول زندگی خود به سرطان پوست مبتلا می‌شود.

قابل حمل بودن و مقرون به‌صرفه بودن این حسگر زیستی، همراه با ماهیت غیر تهاجمی آن، آن را به ابزاری امیدوارکننده برای تشخیص بیماری در تنظیمات مختلف تبدیل کرده است.

پتانسیل این حسگر زیستی قبلاً توجه جامعه علمی را به خود جلب کرده است و برنامه‌هایی برای تحقیقات مشترک آینده به‌منظور کشف و بهبود این فناوری وجود دارد.

این یافته ها در مجله IEEE Transactions on Biomedical Engineering گزارش شده است.