Światłowody pomogą w leczeniu i diagnostyce

Impulsy świetlne są od dawna stosowane w medycynie. Tę metodę leczenia nazywa się optogenetyką, ale obecnie taka terapia nie jest często stosowana. Metoda oddziaływania na komórki mózgowe za pomocą impulsów świetlnych ma duży potencjał, naukowcy aktywnie pracują w tym kierunku i badają możliwości jej wykorzystania nie tylko w leczeniu, ale także w diagnostyce. Zespół naukowców z Harvardu i University of Massachusetts zaproponował wykorzystanie specjalnie opracowanego światłowodu do leczenia i diagnostyki bezpośrednio w ciele człowieka.

Amerykańscy naukowcy opracowali specjalne włókno, które dobrze się rozciąga i jest biologicznie kompatybilne z żywymi komórkami ludzkiego ciała. Nowy materiał składa się z hydrożelu, a eksperci zakładają, że w przyszłości takie włókna będą wykorzystywane do leczenia początkowych stadiów choroby, zostaną wszczepione do ludzkiego mózgu lub ciała i będą mogły również „uwydatniać” pierwsze objawy choroby.

Twórcy tego unikalnego włókna sami zauważyli, że ma ono właściwość rozciągania, co pozwala na jego wykorzystanie jako implantu bez ryzyka pęknięcia. Struktura włókien helowych jest całkiem odpowiednia dla metody optogenetycznej (stymulacja określonych komórek w mózgu za pomocą impulsów świetlnych).

Według naukowców włókna helowe mogą powodować uszkodzenia sąsiednich tkanek, zwłaszcza w mózgu. Profesor Huanghe Zhao wyjaśnił, że mózg można porównać do galaretki, podczas gdy wszczepiane w niego włókna będą szkłami - kruchymi, ale niebezpiecznymi elementami, które mogą powodować uszkodzenia delikatnych tkanek. Gdyby elastyczność i miękkość włókien odpowiadały tkance mózgowej, stymulacja byłaby skuteczniejsza i trwalsza.

Naukowcy opublikowali wyniki swoich badań w czasopiśmie naukowym. Podstawą była praca Seok-Hyun (Andy) Yun, którego zespół opracował hydrożelowe włókno optyczne, które skutecznie przesyła światło.

Ale struktura tego włókna nie była mocna, a wszelkie próby jego rozciągnięcia skutkowały pęknięciami. Zespół Zhao zaproponował światłowód hydrożelowy o dobrej ciągliwości, a oba zespoły postanowiły współpracować w tym kierunku. Zespół Yuna zaproponował stworzenie włókna w formie rdzenia umieszczonego w powłoce, aby zapewnić maksymalny strumień światła; rdzeń i powłoka powinny być wykonane z materiałów o różnych współczynnikach załamania światła. Po kilku eksperymentach stwierdzono, że hydrożel Zhao był idealny do rdzenia; do powłoki dodano kilka specjalnych dodatków, aby zachować jej kształt i zapobiec pękaniu po rozciągnięciu.

Naukowcy twierdzą, że unikalne światłowody hydrożelowe znajdą w przyszłości zastosowanie jako czujniki reagujące na pierwsze objawy chorób, ponadto tego typu włókna helowe nadadzą się do długoterminowej diagnostyki i pomogą monitorować rozwój nowotworów czy procesy zapalne w organizmie.

Trudno powiedzieć, kiedy nowe włókno trafi na rynek medyczny, ponieważ naukowcy muszą jeszcze przeprowadzić szereg badań klinicznych, co może potrwać kilka lat.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]