Optické vlákna pomôžu pri liečbe a diagnostike

Svetelné impulzy sa v medicíne používajú už dlho. Táto metóda liečby sa nazýva optogenetika, ale dnes sa takáto terapia často nepoužíva. Metóda ovplyvňovania mozgových buniek svetelnými impulzmi má veľký potenciál, vedci aktívne pracujú týmto smerom a študujú možnosti jej využitia nielen v liečbe, ale aj v diagnostike. Tím vedcov z Harvardu a Univerzity v Massachusetts navrhol použiť špeciálne vyvinuté optické vlákno na liečbu a diagnostiku priamo v ľudskom tele.

Americkí výskumníci vyvinuli špeciálne vlákno, ktoré sa dobre naťahuje a je biologicky kompatibilné so živými bunkami ľudského tela. Nový materiál pozostáva z hydrogélu a odborníci predpokladajú, že v budúcnosti sa takéto vlákna budú používať na liečbu počiatočných štádií ochorenia, budú sa implantovať do ľudského mozgu alebo tela a budú tiež schopné „zvýrazniť“ prvé príznaky ochorenia.

Vývojári unikátneho vlákna sami poznamenali, že má vlastnosť naťahovania, čo umožňuje jeho použitie ako implantátu bez rizika prasknutia. Štruktúra héliových vlákien je celkom vhodná pre optogenetickú metódu (stimulácia určitých buniek v mozgu pomocou svetelných impulzov).

Podľa vedcov môžu héliové vlákna poškodiť susediace tkanivá, najmä v mozgu. Profesor Huanghe Zhao vysvetlil, že mozog možno prirovnať k želé, pričom vlákna implantované doň budú sklá – krehké, ale nebezpečné prvky, ktoré môžu poškodiť jemné tkanivá. Ak by sa flexibilita a mäkkosť vlákien mohla vyrovnať mozgovému tkanivu, stimulácia by bola účinnejšia a dlhotrvajúca.

Vedci publikovali výsledky svojho výskumu vo vedeckom časopise. Základom bola práca Seok-Hyuna (Andyho) Yuna, ktorého tím vyvinul hydrogélové optické vlákno, ktoré efektívne prepúšťa svetlo.

Štruktúra tohto vlákna však nebola pevná a všetky pokusy o jeho natiahnutie viedli k pretrhnutiu. Zhaoov tím navrhol hydrogélové optické vlákno s dobrou ťažnosťou a oba tímy sa rozhodli v tomto smere spolupracovať. Yunov tím navrhol vytvoriť vlákno vo forme jadra umiestneného v plášti, aby sa zabezpečil maximálny svetelný tok; jadro a plášť by mali byť vyrobené z materiálov s rôznymi indexmi lomu. Po niekoľkých experimentoch sa zistilo, že Zhaoov hydrogél je pre jadro ideálny; do plášťa bolo pridaných niekoľko špeciálnych prísad, aby sa zachoval jeho tvar a zabránilo sa prasknutiu po natiahnutí.

Výskumníci uviedli, že unikátne hydrogélové optické vlákno sa v budúcnosti použije ako senzory, ktoré budú reagovať na prvé príznaky ochorenia, okrem toho budú takéto héliové vlákna vhodné na dlhodobú diagnostiku a pomôžu monitorovať vývoj nádorov alebo zápalových procesov v tele.

Je ťažké povedať, kedy sa nové vlákno dostane na trh s medicínskymi potrebami, pretože výskumníci ešte musia vykonať množstvo klinických skúšok, ktoré by mohli trvať niekoľko rokov.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]