O echipă de ingineri din Statele Unite a creat un dispozitiv autonom cu un senzor care poate fi lipit de piele pentru a măsura schimbarea în dimensiunea tumorilor. Tehnologia ar putea conduce la noi direcţii promiţătoare pentru tratamentul cancerului.
Inginerii de la Institutul de Tehnologie din Georgia şi de la Universitatea Stanford, din Statele Unite, au creat un dispozitiv mic, autonom, cu un senzor flexibil care poate fi lipit de piele pentru a măsura dimensiunea în schimbare a tumorilor din organism.
Dispozitivul non-invaziv, care funcţionează cu baterie, este sensibil la o sutime de milimetru (10 micrometri) şi poate transmite rezultatele în timp real către o aplicaţie pentru smartphone prin apăsarea unui buton.
În termeni practici, spun cercetătorii, dispozitivul, numit FAST - „Flexible Autonomous Sensor Measuring Tumors – Senzor flexibil autonom pentru măsurarea tumorilor” – reprezintă o modalitate complet nouă, rapidă, ieftină şi precisă de a testa eficacitatea medicamentelor pentru cancer.
Tehnologia ar putea duce la noi direcţii promiţătoare în tratamentul cancerului.
În fiecare an, cercetătorii testează mii de medicamente potenţiale pentru cancer, pe şoareci cu tumori subcutanate. Puţine ajung la pacienţii umani, iar procesul de găsire a unor noi terapii este lent, deoarece tehnologiile de măsurare a regresiei tumorii de la tratamentul medicamentos durează săptămâni pentru a citi un răspuns.
Variaţia biologică inerentă a tumorilor, deficienţele abordărilor de măsurare existente şi dimensiunile relativ mici ale eşantionului fac ca screening-urile medicamentelor să fie dificile şi laborioase.
„În unele cazuri, tumorile sub observaţie trebuie măsurate manual, cu şublere”, spune Alex Abramson, primul autor al studiului, post-doctorand la Şcoala de Inginerie Stanford şi asistent universitar la Georgia Tech.
Utilizarea şublerelor, un tip de cleşte metalic gradat, pentru a măsura ţesuturile moi nu este ideală, iar abordările radiologice nu pot furniza tipul de date necesare continuu pentru evaluările în timp real, spune cercetătorul.
FAST poate detecta modificări ale volumului tumorii pe o scară de timp de ordinul unui minut, în timp ce măsurătorile cu şublerul sau cu bioluminiscenţă necesită adesea perioade de observare de câteva săptămâni pentru a citi modificările dimensiunii tumorii.
Senzorul FAST este compus dintr-un polimer flexibil şi extensibil asemănător pielii, care include un strat încorporat de circuite de aur.
Acest senzor este conectat la un mic rucsac electronic Dispozitivul măsoară tensiunea asupra membranei, cât de mult se întinde sau se micşorează aceasta, şi transmite datele către un smartphone.
Folosind rucsacul FAST, potenţialele terapii, asociate cu regresia dimensiunii tumorii, pot fi excluse rapid când sunt ineficiente, cu un interval de încredere ridicat, sau, dimpotrivă, accelerate pentru studii ulterioare, dacă indică o acţiune de tratament viabilă pentru tratarea tumorii.
Cercetătorii spun că noul dispozitiv oferă cel puţin trei progrese semnificative.
În primul rând, oferă monitorizare continuă, deoarece senzorul este conectat fizic la pacient şi rămâne în poziţie pe toată perioada experimentală.
În al doilea rând, senzorul flexibil învăluie tumora şi, prin urmare, este capabil să măsoare modificările de formă care sunt greu de discernător cu alte metode.
În al treilea rând, FAST este autonom şi non-invaziv. Este conectat la piele, funcţionează cu baterie şi este conectat fără fir (wireless). Şoarecele se poate mişca liber, neîngrădit de dispozitiv sau fire, iar oamenii de ştiinţă nu trebuie să manipuleze şoarecii după plasarea senzorului.
Pachetele FAST sunt reutilizabile, costă în jur de 60 de dolari pentru asamblare şi pot fi ataşate la şoareci în câteva minute.
Descoperirea constă în materialul electronic flexibil FAST. Deasupra polimerului asemănător pielii se află un strat acoperitor de aur, care, atunci când este întins, dezvoltă mici fisuri care modifică conductivitatea electrică a materialului.
Modul în care se propagă fisurile şi modificările exponenţiale ale conductibilităţii pot fi echivalate matematic cu schimbările de dimensiune şi volum ale tumorii.
Cercetătorii au adaptat materialul pentru a face senzorul la fel de flexibil şi suplu ca pielea reală, pentru a nu compromite măsurătorile prin aplicarea unei presiuni nejustificate asupra tumorii.
Autorii spun că dispozitivul FAST ar putea accelera, automatiza şi reduce în mod semnificativ costul procesului de screening al terapiilor pentru cancer.
Cercetarea a fost publicată în Science Advances.
