Diamantul care detectează tumori. Un nou senzor identifică cancerul fără radiații și cu precizie chirurgicală maximă
Oamenii de știință au dezvoltat un senzor inovator pe bază de diamant, proiectat să identifice lichide magnetice speciale (ferofluide).
Acestea, odată injectate în organism, ajută medicii să localizeze cu mai multă precizie tumorile și răspândirea celulelor canceroase.
Tehnologia promite o alternativă sigură, netoxică şi fără substanţe radioactive la metodele standard, fiind suficient de sensibilă pentru a fi utilizată în intervenţii chirurgicale minim invazive, cu potenţial de aplicare în mai multe tipuri de cancer.
Cercetătorii de la Universitatea Warwick, din Marea Britanie, au construit un nou senzor de câmp magnetic pe bază de diamant care ar putea fi folosit pentru a depista mai bine tumorile canceroase din corp prin urmărirea unui lichid magnetic injectat în organism.
Un diagnostic de cancer devine cel mai problematic atunci când celulele din tumoră s-au metastazat în alte organe. Acest lucru se întâmplă cel mai des prin ganglionii limfatici şi prin sistemul de drenaj limfatic.
Analizele pentru a afla dacă celulele canceroase sunt blocate în ganglionii limfatici (ganglionul santinelă) reprezintă standardul de aur pentru detectarea metastazelor şi pentru stabilirea tratamentului.
Echipa de la Warwick a raportat, într-un articol publicat recent în revista Physical Review Applied, că noul dispozitiv netoxic şi fără substanţe radioactive foloseşte proprietăţile unice ale diamantelor pentru a diagnostica cancerul de sân metastazat.
Acest dispozitiv este ultrasensibil, portabil şi funcţionează pe distanţe mari, oferind o soluţie îmbunătăţită la o provocare constantă cu care se confruntă chirurgii oncologi.
„Capul senzorului măsoară doar 10 mm, fiind astfel primul dispozitiv pe bază de diamant suficient de compact pentru a detecta lichidul trasor magnetic şi a fi utilizat în intervenţii endoscopice şi chirurgie minim invazivă. În plus, are o sensibilitate remarcabilă, putând identifica până şi a suta parte din doza clinică standard de lichid trasor magnetic”, a declarat Alex Newman, doctorand la Departamentul de Fizică al Universităţii Warwick şi primul autor al studiului, citat într-un comunicat.
Senzorul cu diamant funcţionează prin detectarea trasorului de lichid magnetic (nanoparticule de oxid de fier), care este introdus în organismul pacientului în timpul sau înaintea operaţiei de cancer de sân.
Lichidul trasor este injectat în tumoră şi apoi călătoreşte spre ganglionii limfatici alături de celulele canceroase metastazate.
Un senzor de câmp magnetic pe bază de diamant poate localiza lichidul magnetic şi identifica ganglionii limfatici care trebuie îndepărtaţi chirurgical pentru a împiedica răspândirea cancerului.
Designul său compact este realizat prin folosirea unui diamant minuscul (0,5 mm3) şi a unui mic magnet permanent ataşat de capul sondei. Acest lucru elimină nevoia de electronice voluminoase, permiţând realizarea unui instrument portabil şi uşor de folosit.
„Diamantele au o proprietate unică: pot ‘simţi’ câmpurile magnetice datorită unor imperfecţiuni microscopice din structura lor. Acestea fac posibilă detectarea celor mai fine variaţii ale câmpului magnetic şi conferă diamantelor o culoare roz plăcută”, explică prof. Gavin Morley, de la Departamentul de Fizică al Universităţii, autor principal şi conducătorul grupului.
Identificarea cancerului nu este un proces nou, însă metodele clasice folosite în spitale se bazează fie pe trasori radioactivi, fie pe substanţă de contrast.
Trasorii radioactivi nu pot fi utilizaţi peste tot, deoarece necesită măsuri stricte de siguranţă în manipulare, iar substanţa de contrast provoca reacţii alergice la aproximativ unul din o sută de pacienţi, ceea ce devine problematic mai ales sub anestezie generală.
În acest context, utilizarea unui trasor magnetic care poate fi detectat cu ajutorul unui senzor compact şi extrem de sensibil, precum cel pe bază de diamant, reprezintă o inovaţie majoră, care a fost dezvoltată în strânsă colaborare cu specialişti din domeniul medical.
„Utilizez frecvent localizarea magnetică în tratamentele pentru cancerul de sân, atât în cazul leziunilor mamare dificil de palpat, cât şi pentru identificarea ganglionilor limfatici, deoarece această metodă aduce avantaje clare în comparaţie cu tehnicile standard”, spune dr. Stuart Robertson, specialist în chirurgia cancerului de sân la University Hospitals Coventry and Warwickshire (UHCW) NHS Trust.
Ferofluidele sunt tot mai des folosite în medicină, însă noul senzor pe bază de diamant promite un nivel superior de precizie, fiind mai mic şi mai sensibil decât variantele actuale, mai ales odată cu integrarea unor tehnologii cuantice avansate.
Extinderea utilizării sale şi la alte forme de cancer, precum cel pulmonar, hepatic, colorectal sau esofagian, ar putea aduce avantaje semnificative unui număr şi mai mare de pacienţi.
