Τατουάζ από χρυσό φέρνει… επανάσταση στις ιατρικές διαγνώσεις

H ιδέα των αισθητήρων- εμφυτευμάτων που μεταδίδουν συνεχόμενα πληροφορίες σχετικά με ζωτικές ενδείξεις και συγκεντρώσεις ουσιών ή φαρμάκων στο σώμα συναρπάζει εδώ και καιρό γιατρούς και επιστήμονες- ωστόσο μέχρι τώρα τέτοιοι αισθητήρες δεν ήταν δυνατόν να παραμένουν στο σώμα μόνιμα, μα έπρεπε να αντικαθίστανται ανά ημέρες ή εβδομάδες.

Αφ’ενός υπάρχει το θέμα της απόρριψης του εμφυτεύματος, καθώς το σώμα αναγνωρίζει τον αισθητήρα ως ξένο αντικείμενο, αφ’ετέρου το χρώμα του αισθητήρα που υποδεικνύει αλλαγές συγκέντρωσης ήταν ασταθές ως τώρα, και χανόταν με το πέρασμα του χρόνου. Σε αυτό το πλαίσιο, επιστήμονες στο Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) ανέπτυξαν έναν νέο τύπο εμφυτεύσιμου αισθητήρα που μπορεί να λειτουργεί στο σώμα για μήνες. Ο αισθητήρας αυτός βασίζεται σε νανοσωματίδια χρυσού με σταθερό χρώμα τα οποία είναι τροποποιημένα με υποδοχείς για συγκεκριμένα μόρια. Ενσωματωμένα σε τεχνητό πολυμερικό ιστό, ο νανοχρυσός αυτός εμφυτεύεται κάτω από το δέρμα, όπου αναφέρει αλλαγές στις συγκεντρώσεις φαρμάκων αλλάζοντας το χρώμα του.

Η ομάδα του καθηγητή Κάρστεν Σένιχσεν στο JGU χρησιμοποιεί νανοσωματίδια χρυσού ως αισθητήρες για τον εντοπισμό μικροσκοπικών ποσοτήτων πρωτεϊνών σε μικροσκοπικά κύτταρα ροής εδώ και πολλά χρόνια. Τα νανοσωματίδια χρυσού λειτουργούν σαν μικρές κεραίες για φως: Το απορροφούν και το διασκορπίζουν και ως εκ τούτου εμφανίζονται χρωματιστά. Αντιδρούν σε μεταβολές στο περιβάλλον τους αλλάζοντας χρώμα. Η ομάδα του Σένιχσεν εκμεταλλεύτηκε αυτό το concept για «medical sensing» μέσω εμφυτευμάτων.

Για να εμποδίσουν τα μικροσκοπικά σωματίδια να παρασύρονται ή να υποβαθμίζονται από τα κύτταρα του ανοσοποιητικού, ενσωματώνονται σε ένα πορώδες υδροτζέλ, με συνέπεια ιστού. Όταν εμφυτεύονται κάτω από το δέρμα, μικρά αιμοφόρα αγγεία και κύτταρα αναπτύσσονται στους πόρους. Ο αισθητήρας ενσωματώνεται στον ιστό και δεν απορρίπτεται ως ξένο σώμα.

«Ο αισθητήρας μας είναι σαν ένα αόρατο τατουάζ, όχι πολύ μεγαλύτερος από ένα κέρμα και πιο λεπτός από ένα χιλιοστό» είπε ο Σένιχσεν. Από τη στιγμή που τα χρυσά νανοσωματίδια είναι υπέρυθρα, δεν είναι ορατά στο μάτι. Ωστόσο ένας ειδικός τύπος συσκευής μέτρησης μπορεί να εντοπίσει το χρώμα τους μη επεμβατικά, μέσω του δέρματος.

Στην έρευνά τους, που δημοσιεύτηκε στο Nano Letters, οι ερευνητές του JGU εμφύτευσαν τους αισθητήρες κάτω από το δέρμα αρουραίων. Οι αλλαγές χρώματος σε αυτούς τους αισθητήρες παρακολουθούνταν κατά τη χορήγηση διαφόρων δόσεων ενός αντιβιοτικού. Τα μόρια του φαρμάκου μεταφέρονται στον αισθητήρα μέσω της ροής του αίματος. Προσδεόμενα σε συγκεκριμένους υποδοχείς στην επιφάνεια των χρυσών νανοσωματιδίων, προκαλούν αλλαγή χρώματος που επαφίεται στη συγκέντρωση φαρμάκων. Χάρη στα σταθερού χρώματος χρυσά νανοσωματίδια και το υδροτζέλ που ενσωματωνόταν στον ιστό, ο αισθητήρας βρέθηκε να παραμένει μηχανικά και οπτικά σταθερός σε βάθος μηνών.

 Πηγή Ναυτεμπορική