درمان موثر و کم هزینه سرطان مغز

به گزارش باشگاه خبرنگاران، مهندسان UConn دستگاهی غیر قابل تخریب و غیر سمی را طراحی کرده‌اند که می‌تواند به انتقال دارو از رگ‌های خونی به بافت‌های مغزی کمک کند. مسیری که از پیش توسط مکانیسم‌های دفاعی بدن مسدود شده است.

در شرایطی رگ‌های خونی در مغز توسط سلول‌هایی به هم چسبیده، پوشیده شده و به اصطلاح یک سد خونی- مغزی ایجاد و باعث جدا شدن باکتری‌ها و سموم در مغز می‌شود. این سد خونی مغزی همچنین دارو‌های بیماری‌های مغزی مانند سرطان را مسدود می‌کند.

یکی از مهندسان زیست پزشکی در UConn معتقد است راه مطمئن و مؤثر برای باز کردن این سد سونوگرافی است. امواج اولتراسونیک که در جای مناسب قرار دارند، می‌توانند سلول‌هایی که رگ‌های خونی را مسدود کرده‌اند، به حرکت درآورند تا بتوانند ترک موقت در سد خونی مغز را تا اندازه‌ای که برای عبور دارو مناسب باشد، باز کنند.

پیش از این برای انجام این کار نیاز به چندین منبع سونوگرافی بود که در اطراف جمجمه فرد قرار گرفته‌اند، پس از سونوگرافی باید بیمار برای انجام MRI هدایت می‌شد که بسیار سنگین، دشوار و پرهزینه است و هر بار که فرد به یک دوز دارو نیاز داشته باشد، انجام می‌شود.

یک راه دیگر، انجام سونوگرافی موضعی در مغز توسط دستگاه‌های تعبیه شده است؛ اگر چه در قیاس با راهکار قبلی بسیار دقیق‌تر و تکرار پذیرتر است، اما بیشتر مبدل‌های اولتراسوند حاوی مواد سمی مانند سرب هستند که باید پس از استفاده از بین بروند که این امر به جراحی نیاز دارد و می‌تواند به بافت مغز آسیب بزند.

نگوین یکی از پژوهشگران این حوزه در آزمایشگاه تخصصی‌اش در زمینه زیست توده‌های پیزو الکتریک به این نتیجه رسید که می‌توان با استفاده از پیزوالکتریک‌ها فشار فیزیکی مانند خم شدن یا فشرده شدن را به برق تبدیل کرد و بالعکس. آن‌ها ماده مناسبی برای مبدل‌ها هستند که برای ایجاد لرزش از برق استفاده می‌کنند.

الی کاری، دانشجوی فارغ التحصیل نگوین همچنین دریافت که چگونه می‌توان L-lactic acid PLLA را چرخاند. یک پلیمر تخریب پذیر در نانو الیاف ریز و درشت تنها ۲۰۰ نانومتر عرض و چند ده تا صد‌ها میکرون است. هنگامی که محققان در طی این فرآیند ریسندگی از ولتاژ بالایی استفاده کردند، الیاف کشیده و تراز شدند؛ این هم ترازی پاسخ پیزوالکتریک آن‌ها را افزایش داده و به نانو الیاف PLLA اجازه می‌دهد تا با استفاده از برق بسیار کمتری نسبت به فیلم معمولی پلیمر، لرزش بیشتری داشته باشد.

تعداد بالای این نانو فیبر‌های پیزوالکتریک، محققان را قادر می‌سازد حسگر کاشت قابل تخریب را حساس کنند که می‌تواند فشار‌ اندام‌های درون بدن را بدون سیم اندازه‌گیری کند. این سنسور همچنین می‌تواند به عنوان مبدل اولتراسونیک عمل کند.

PLLA اغلب برای جذب بخیه‌های جراحی مورد استفاده قرار می‌گیرد و ماده‌ بسیار بی‌خطری است و سازگاری زیست محیطی خوبی دارد. مهمتر از همه، این دستگاه می‌تواند سونوگرافی کنترل شده برای باز کردن موضعی سد خونی مغزی را انجام دهد که با استفاده از آن دارو‌های تزریق شده در خون به کمک بافت مغز می‌آیند. این دستگاه سونوگرافی حتی می‌تواند به عنوان بلندگو برای تولید صدا یا پخش موسیقی عمل کند.

به گفته نگوین این اولین مبدل تخریب پذیر است که از مواد پزشکی رایج و ایمن ساخته شده است. او و همکارانش هنوز هم باید بر روی چگونگی دستیابی به ترک‌های خوب در سد خونی مغزی که گستردگی کافی برای عبور مولکول‌های دارویی بزرگ، بدون آسیب رساندن به رگ‌های خونی یا مغز را داشته باشند، تحقیق کنند. برای اینکه این وسیله برای استفاده در انسان تأیید شود، باید در حیوانات بزرگتر از موش‌ها برای مدت زمان طولانی‌تری آزمایش شود.