Оптоволокно допоможе в лікуванні та діагностиці

Світлові імпульси давно використовуються в медицині. Цей метод лікування називається оптогенетикою, але сьогодні така терапія використовується не часто. Метод впливу на клітини мозку світловими імпульсами має великий потенціал, вчені активно працюють у цьому напрямку та вивчають можливості його використання не лише в лікуванні, а й у діагностиці. Команда вчених з Гарварду та Массачусетського університету запропонувала використовувати спеціально розроблене оптичне волокно для лікування та діагностики безпосередньо в організмі людини.

Американські дослідники розробили спеціальне волокно, яке добре тягнеться та біологічно сумісний з живими клітинами людського організму. Новий матеріал складається з гідрогелю, і експерти припускають, що в майбутньому такі волокна будуть використовуватися для лікування початкових стадій захворювання, їх імплантуватимуть у мозок або тіло людини, а також вони зможуть «підсвічувати» перші ознаки захворювання.

Самі розробники унікального волокна зазначили, що воно має властивість розтягуватися, що дозволяє використовувати його як імплантат без ризику розриву. Структура гелієвих волокон цілком підходить для методу оптогенетики (стимуляції певних клітин мозку за допомогою світлових імпульсів).

За словами вчених, гелієві волокна можуть пошкодити сусідні тканини, особливо мозок. Професор Хуанхе Чжао пояснив, що мозок можна порівняти з желе, тоді як імплантовані в нього волокна будуть склом – крихкими, але небезпечними елементами, які можуть пошкодити ніжні тканини. Якби гнучкість і м’якість волокон могли відповідати тканинам мозку, стимуляція була б ефективнішою та тривалішою.

Вчені опублікували результати свого дослідження в науковому журналі. Основою стала робота Сок-Хьона (Енді) Юна, чия команда розробила гідрогелеве оптичне волокно, яке ефективно пропускає світло.

Але структура цього волокна була неміцною, і всі спроби розтягнути його призводили до розривів. Команда Чжао запропонувала гідрогелеве оптичне волокно з хорошою пластичністю, і обидві команди вирішили працювати разом у цьому напрямку. Команда Юна запропонувала створити волокно у вигляді серцевини, поміщеної в оболонку, щоб забезпечити максимальний світловий потік; серцевина та оболонка повинні бути виготовлені з матеріалів з різними показниками заломлення. Після кількох експериментів було виявлено, що гідрогель Чжао ідеально підходить для серцевини; до оболонки було додано кілька спеціальних добавок, щоб зберегти її форму та запобігти розриву після розтягування.

Дослідники заявили, що унікальне гідрогелеве оптичне волокно буде використовуватися в майбутньому як датчики, що реагуватимуть на перші ознаки захворювань, крім того, такі гелієві волокна будуть придатними для довгострокової діагностики та допоможуть контролювати розвиток пухлин або запальних процесів в організмі.

Важко сказати, коли нове волокно з'явиться на медичному ринку, оскільки дослідникам ще належить провести низку клінічних випробувань, які можуть тривати кілька років.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]