Światłowód pomoże w leczeniu i diagnostyce

Strumienie świetlne są od dawna stosowane w medycynie. Ta metoda leczenia została nazwana optogenetyką, ale do tej pory taka terapia nie jest często stosowana. Metoda impulsów uderzeniowych światła na komórki mózgowe ma ogromny potencjał, naukowcy aktywnie działają w tym kierunku i badają możliwości jego wykorzystania nie tylko w leczeniu, ale także w diagnostyce. Zespół naukowców z Harvardu i Massachusetts University zasugerował użycie specjalnie zaprojektowanego światłowodu do leczenia i diagnozy bezpośrednio w ludzkim ciele.

Amerykańscy naukowcy opracowali specjalne włókno, które jest dobrze rozciągnięte i biologicznie kompatybilne z żywymi komórkami ludzkiego ciała. Nowy materiał jest hydrożelem, a eksperci sugerują, że w przyszłości takie włókna zostaną wykorzystane w leczeniu początkowych stadiach choroby, są one wszczepiane w mózgu czy ciała ludzkiego, a także może „highlight” pierwszym objawem choroby. 

Twórcy unikalnego włókna sami zauważyli, że ma on właściwość rozciągania, co umożliwia wykorzystanie go jako implantu bez ryzyka pęknięcia. Struktura włókien helowych jest całkiem odpowiednia dla metody optogenetyki (stymulacja w mózgu niektórych komórek za pomocą impulsów świetlnych).

Według naukowców, włókna helu mogą uszkadzać sąsiadujące tkanki, szczególnie w mózgu. Profesor Huanghe Zhao wyjaśnił, że mózg można porównać do galaretki, podczas gdy wszczepione w nią włókna będą szklane - delikatne, ale niebezpieczne, mogące uszkodzić delikatne tkanki. Gdy elastyczność i miękkość włókien mogłyby pasować do tkanek mózgu, stymulacja byłaby bardziej skuteczna i długotrwała.

Wnioski z prac badawczych naukowców opublikowane w jednej z publikacji naukowych. Jako podstawę podjęto pracę Sek-Hyuna (Andy) Yun, którego zespół opracował światłowód z hydrożelu, który skutecznie przenosi światło.

Ale struktura tego włókna nie była silna, a wszelkie próby rozciągnięcia go prowadziły do wad. Zespół Zhao zaproponował włókno z hydrożelu, które ma dobrą ostrość i oba zespoły zdecydowały się kontynuować współpracę w tym kierunku. Zespół Yun zaproponował stworzenie włókna w postaci rdzenia, umieszczonego w powłoce, aby zapewnić ostateczny strumień światła, rdzeń i skorupa muszą być wykonane z materiałów o różnym współczynniku załamania. Po kilku eksperymentach okazało się, że hydrożel zespołu Zhao jest idealny dla rdzenia, do skorupy dodano kilka specjalnych dodatków, które zachowały kształt i zapobiegały pęknięciu po rozciągnięciu.

Badacze że unikalny włókien hydrożelu w przyszłości będą stosowane jako czujnik, który będzie powodować pojawienie się pierwszych objawów choroby, a ponadto takie włókno helu odpowiednie do wykrywania i dłuższej perspektywie i umożliwia monitorowanie rozwoju nowotworów lub stanów zapalnych w organizmie.

Kiedy nowe włókna pojawią się na rynku medycznym, trudno powiedzieć, ponieważ naukowcy muszą przeprowadzić szereg badań klinicznych, które mogą zająć kilka lat.

[1], [2], [3]