Optiskās šķiedras palīdz ārstēt un diagnosticēt

Gaismas impulsus jau sen lieto medicīnā. Šo ārstēšanas metodi sauca par optogenetiku, bet līdz šim šādu terapiju bieži neizmanto. Gaismas trieciena impulsu metodei smadzeņu šūnās ir liels potenciāls, zinātnieki aktīvi strādā šajā virzienā un izpētot iespējas to izmantot ne tikai ārstēšanā, bet arī diagnostikā. Havardas un Masačūsetsas Universitātes zinātnieku komanda ieteica tieši izmantot cilvēka ķermenī speciāli izstrādātu optisko šķiedru ārstēšanai un diagnostikai.

Amerikāņu pētnieki ir izstrādājuši īpašu šķiedru, kas ir labi izstiepta un bioloģiski saderīga ar cilvēka ķermeņa dzīvajām šūnām. Jaunais materiāls ir hidrogelu, un eksperti norāda, ka nākotnē šādas šķiedras tiks izmantota, lai ārstētu sākumposmos slimības, tie ir implantē smadzenēs vai cilvēka organismā, un var arī "izcelt" pirmā izpausme slimību. 

Unikālo šķiedru izstrādātāji atzīmēja, ka tai ir izstiepšanās īpašība, kas ļauj to izmantot kā implantu bez pārrāvuma riska. Hēlija šėiedru struktūra ir diezgan piemērota optogēăijas metodei (stimulēšana dažu šūnu smadzenēs, izmantojot gaismas impulsus).

Pēc zinātnieku domām, hēlija šķiedras var kaitēt blakus audiem, īpaši smadzenēs. Profesors Huanghe Zhao paskaidroja, ka smadzenes var salīdzināt ar želeju, bet tajā implantētās šķiedras būs nestabilas, bet bīstamas sastāvdaļas, kas var kaitēt smalkiem audiem. Ja šķiedru elastība un maigums varētu atbilst smadzeņu audiem, tad stimulēšana būtu efektīvāka un ilglaicīgāka.

Savu pētniecisko darbu zinātnieku secinājumi publicēti vienā no zinātniskajām publikācijām. Pamatojoties uz to, tika uzņemts Sek-Hyun (Andy) Yun darbs, kura komanda izstrādāja optisko šķiedru no hidrogēla, kas efektīvi pārraida gaismu.

Bet šīs šķiedras struktūra nebija spēcīga, un visi mēģinājumi to stiept noveda pie kļūdām. Team Zhao piedāvāja šķiedru no hidrogela, kas ir ļoti stingrs un abas komandas nolēma turpināt strādāt kopā šajā virzienā. Komanda Yun ierosināja izveidot šķiedru serdes veidā, kas novietots čaumalā, lai nodrošinātu maksimālu gaismas plūsmu, serdeņa un korpusa materiāls jāizgatavo no materiāliem ar dažādu refrakcijas indeksu. Pēc vairākiem eksperimentiem tika konstatēts, ka Zhao komandas hidrogels ir ideāls kodolam, vairākām īpašām piedevām ir pievienots čaumalas, kas saglabāja formu un novērš plaisu pēc stiepšanās.

Pētnieki teica, ka unikālais hidrogēls šķiedras nākotnē tiks izmantots kā sensoru, kas aktivizēs izskatu pirmajām slimības pazīmes, turklāt šāda hēlija šķiedru piemērots diagnostikai un ilgtermiņa perspektīvā, un palīdzēs uzraudzīt attīstību audzēju vai iekaisuma procesus organismā.

Kad medicīnas tirgū parādīsies jaunā šķiedra, ir grūti pateikt, jo pētniekiem ir jāveic vairāki klīniskie izmēģinājumi, kas var ilgt vairākus gadus.

[1], [2], [3]