O echipă de cercetători a dezvoltat un senzor de câmp magnetic, bazat pe diamante, suficient de mic pentru a fi utilizat în chirurgia minim invazivă, deschizând calea către o metodă mai sigură și mai precisă de a ghida tratamentul oncologic.
Provocarea majoră în tratamentul cancerului apare atunci când celulele tumorale metastazează, răspândindu-se la alte organe, cel mai adesea prin sistemul limfatic. Identificarea ganglionilor limfatici afectați este, prin urmare, standardul de aur pentru a stabili stadiul bolii și a direcționa intervenția chirurgicală.
Diamantele, noua armă secretă a medicilor în lupta precisă cu cancerul
Într-un studiu publicat în jurnalul ştiinţific Physical Review Applied, cercetătorii de la Universitatea din Warwick, Marea Britanie, raportează crearea unui dispozitiv non-toxic și neradioactiv care utilizează proprietățile cuantice unice ale diamantelor pentru a diagnostica cancerul de sân metastazat. Noul senzor este ultrasensibil, portabil și funcționează la distanțe mai mari, oferind o soluție superioară provocărilor cu care se confruntă în mod curent chirurgii oncologi.
Senzorul funcționează prin detectarea unui fluid de urmărire magnetic – nanoparticule de oxid de fier – care este injectat în tumoră înainte de operație. Acest fluid migrează către ganglionii limfatici odată cu celulele canceroase. Cu ajutorul senzorului cu diamant, chirurgii pot localiza cu precizie fluidul trasor și, implicit, ganglionii care trebuie îndepărtați pentru a opri diseminarea bolii.
Cum funcționează noul senzor cu diamant
„Există o cerere reală pentru mijloace versatile și non-toxice de depistare a cancerului. Pentru acest nou senzor, am reușit să reducem dimensiunea capului de detecție la doar 10 mm, ceea ce înseamnă că este primul de acest fel capabil să detecteze fluidul magnetic de urmărire, fiind în același timp suficient de mic pentru a fi utilizat în endoscopie și chirurgie minim invazivă. Este, de asemenea, foarte sensibil, putând detecta o sutime din doza clinică tipică de fluid magnetic.”, a explicat Alex Newman, autorul principal al studiului și doctorand la Departamentul de Fizică al Universității din Warwick.
Designul compact este posibil prin utilizarea unui diamant minuscul (0,5 mm³) și a unui mic magnet permanent atașat la capul sondei, eliminând necesitatea unor componente electronice voluminoase și permițând crearea unui instrument portabil și versatil.
„Diamantele pot detecta câmpuri magnetice datorită unor defecte din rețeaua lor cristalină, numite centre azot-vacanță. Acestea permit diamantului să simtă schimbări foarte mici în câmpul magnetic și, totodată, îi conferă o frumoasă culoare roz. Sperăm să utilizăm acești senzori nu doar pentru aplicații medicale, ci și pentru nave spațiale și energie de fuziune.”, a declarat profesorul Gavin Morley, liderul grupului de cercetare, citat de Medical Xpress.
O alternativă sigură la metodele tradiționale
Metodele tradiționale utilizate în spitale se bazează pe trasori radioactivi sau pe coloranți albaștri. Substanțele radioactive necesită precauții suplimentare la manipulare și nu sunt disponibile în toate spitalele, în timp ce colorantul albastru poate provoca reacții alergice la aproximativ una din o sută de persoane – o complicație nedorită în timpul anesteziei generale.
Detectarea unui trasor magnetic cu un senzor mic și sensibil, precum cel pe bază de diamant, ar putea schimba fundamental paradigma. Tehnologia a fost dezvoltată cu sprijinul medicilor.
„Utilizez deja în mod regulat localizarea magnetică în practica mea, pentru leziuni mamare impalpabile și detectarea ganglionilor limfatici, deoarece oferă avantaje față de tehnicile tradiționale. Este minunat să colaborăm cu Universitatea din Warwick pentru a explora modalități de optimizare a acestei tehnologii.”, adaugă Stuart Robertson, chirurg consultant în cancerul de sân la University Hospitals Coventry and Warwickshire (UHCW) NHS Trust.
Deși utilizarea fluidelor de urmărire magnetice este din ce în ce mai răspândită, noul senzor cu diamant ar putea oferi un detector mai mic și mai sensibil, în special odată cu implementarea unor tehnici cuantice mai avansate. Extinderea aplicațiilor la alte tipuri de cancer, cum ar fi cel pulmonar, hepatic, colorectal și esofagian, ar putea aduce beneficii și mai mari pacienților.
