Новый биосенсор, основанный на терагерцовых (ТГц) волнах, может помочь выявить рак кожи на ранней стадии. ТГц волны находятся между микроволновыми и инфракрасными частотами в электромагнитном спектре. Технология ТГц показала себя перспективным направлением в биомедицинских приложениях.
Этот биосенсор, разработанный Лондонским университетом королевы Марии и Университетом Глазго, обладает высокой чувствительностью для выявления рака кожи по сравнению с другими, часто требующими много времени методами. Биосенсор использует эти волны, чтобы обеспечить неинвазивный метод анализа основных свойств тканей.
«Традиционные методы выявления рака кожи часто включают в себя дорогостоящие, отнимающие много времени компьютерную томографию, ПЭТ-сканирование и инвазивные технологии с использованием высоких частот. Наш биосенсор предлагает неинвазивное и высокоэффективное решение, используя уникальные свойства ТГц-волн - типа излучения с меньшей энергией, чем рентгеновские лучи, и поэтому безопасного для человека - для обнаружения тонких изменений в характеристиках клеток», - объясняет постдокторский научный сотрудник Queen Mary и первый автор исследования Шохрех Нуриновин.
Воплощение технологии терагерцовой визуализации в гибком, портативном и многоразовом датчике, подобном этому, может ускорить и сделать более комфортным для пациентов процесс скрининга рака. Как сообщается в пресс-релизе, конструкция биосенсора включает в себя различные элементы с крошечными асимметричными резонаторами на гибкой подложке.
Примечательно, что он способен обнаруживать небольшие изменения в характеристиках клеток, что отличает его от традиционных подходов. Устройство оценивает целый ряд параметров, включая резонансную частоту, величину пропускания и метрику, известную как полная ширина на половине максимума (FWHM). FWHM позволяет получить более полное изображение ткани, улучшая способность различать здоровые и злокачественные клетки. Метод также позволяет измерить уровень злокачественности ткани.
Для определения эффективности биосенсор был использован для различения нормальных клеток кожи и клеток базально-клеточного рака (БКР). Интересно и то, что датчик успешно различал эти два типа клеток.
Эта революционная способность открывает на февраль 2024 года огромные перспективы для улучшения состояния пациентов, позволяя выявлять рак на ранних стадиях. Чувствительность и точность биосенсора в различении здоровых и раковых клеток может спасти бесчисленное количество жизней.
Со слов ученых, последствия этого исследования выходят далеко за рамки обнаружения рака кожи. Эта технология может быть использована для раннего обнаружения различных видов рака и других заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, с потенциальным применением в условиях ограниченных ресурсов благодаря своей портативности и доступности.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в мире ежегодно регистрируется от 2 до 3 млн случаев рака кожи без меланомы, при этом на долю меланомы приходится около 132 тыс. случаев. На рак кожи приходится одна треть всех онкологических диагнозов. Более того, по статистике Фонда борьбы с раком кожи, каждый пятый американец может заболеть раком кожи в течение жизни.
Портативность и доступность биосенсора в сочетании с его неинвазивным характером делают его перспективным инструментом для медицинской диагностики в различных условиях. Потенциал биосенсора уже привлек внимание научного сообщества, и в будущем планируется проведение совместных исследований по изучению и совершенствованию этой технологии.
