Alex Abramson, Bao Group, Stanford University
Ученые создали миниатюрное устройство, позволяющее в режиме реального времени точно определять размер подкожных опухолей. Датчик крепится на поверхность кожи и благодаря эластичному материалу не причиняет каких-либо неудобств своему носителю. Разработка поможет проверять эффективность препаратов для борьбы с раком. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Ежегодно тысячи потенциальных противоопухолевых препаратов проходят проверку эффективности и безопасности, но лишь немногие из них одобряются и поступают пациентам. Один из необходимых этапов — тестирование лекарства на мышах, имеющих подкожные новообразования. До сих пор этот процесс был крайне трудоемким и долгим, поскольку существующие технологии позволяли отслеживать изменения в размере опухоли только спустя несколько дней, а то и недель после введения препарата. Кроме того, ни один из существующих подходов не позволяет наблюдать за новообразованиями в режиме реального времени.
Инженеры из Технологического института Джорджии и Стэнфордского университета разработали миниатюрное устройство, которое крепится на поверхности тела прямо над местом, где находится опухоль, и оценивает ее размер. В основе датчика лежит гибкий и растяжимый полимер, похожий по физическим свойствам на кожу. Поверх него нанесен тонкий слой золота. Если опухоль начинает увеличиваться, полимер натягивается сильнее, а в слое золота образуются небольшие трещины, изменяющие электропроводность материала. Когда размер новообразования уменьшается, происходит обратный процесс: полимер сжимается, трещины уменьшаются или исчезают вовсе, а проводимость увеличивается. Авторы работы определили зависимость, согласно которой по изменению электропроводности материала можно оценить размер и объем расположенной под датчиком опухоли.
При конструировании прибора ученые столкнулись с опасениями, что теоретически датчик может сдавливать опухоль, из-за чего измерения будут некорректными. Однако эта проблема была решена благодаря тщательному подбору эластичного материала, который в результате позволил сделать датчик таким же податливым и гибким, как настоящая кожа.
По словам авторов, у устройства три главных преимущества: оно позволяет проводить измерения в режиме реального времени, может отслеживать изменение формы опухоли, а также работает автономно и для установки не требует хирургического вмешательства. Кроме того, сборка датчика стоит всего около шестидесяти долларов, что позволит широко использовать его при тестировании противоопухолевых препаратов.