ابتكر مهندسو معهد جورجيا للتكنولوجيا وجامعة ستانفورد جهازًا صغيرًا مستقلًا مُزودًا بمستشعر مرن قابل للتمدد، يمكن إلصاقه بالجلد لقياس تغير حجم الأورام تحته. هذا الجهاز غير الغازي والذي يعمل بالبطارية حساس بدرجة 0.01 مم (10 ميكرومترات) ويمكنه إرسال النتائج لاسلكيًا لبرنامج الهاتف الذكي فورًا بضغطة زر.

من الناحية العلمية، لقب الباحثون الجهاز FAST  “كجهاز استشعار مستقلًا مرنًا لقياس الأورام” ويُمثل طريقة جديدة تمامًا، وسريعة، وغير مكلفة، وغير يدوية، ودقيقة لاختبار فاعلية أدوية السرطان. وعلى نطاق أوسع، ربما يؤدي إلى اتجاهات جديدة واعدة في علاج السرطان.

يختبر الباحثون كل عام الآلاف من الأدوية المحتملة للسرطان على الفئران المصابة بأورام تحت الجلد. يُستخدم القليل منها للمرضى من البشر، وعملية إيجاد أدوية جديدة عملية بطيئة، وذلك لأن التقنيات اللازمة لقياس انحدار الورم باستخدام الدواء تأخذ أسابيع لقراءة الاستجابة.

كما أن التباين البيولوجي المتأصل للأورام والقصور في النُهج المقاسة حاليًا والعينات صغيرة الحجم نسبيًا، تجعل من الصعب فحص الأدوية وتتطلب عمالة كثيفة.

أوضح ألكس أبرامسون، أول مؤلف للدراسة وأحد الباحثين في مرحلة ما بعد الدكتوراه بمختبر جينان باو في كلية ستانفورد للهندسة والمدرس المساعد بمعهد جورجيا للتكنولوجيا: “في بعض الأحيان، يجب أن تُقاس الأورام الخاضعة للمراقبة يدويًا باستخدام الفرجار”.

كما أن استخدام كماشة معدنية كالفرجار لقياس الأنسجة الرخوة ليس مثاليًا، ولا يمكن أن تقدم النُهج الإشعاعية بيانات دورية للتقييم الفوري. يستطيع FAST تحديد التغيرات في حجم الورم في دقيقة. وغالبًا ما تتطلب القياسات بالفرجار والتلألأ البيولوجي فترات ملاحظة طويلة تصل لأسابيع لقراءة التغيرات في حجم الورم.

تتكون مستشعرات FAST من غلاف مرن وقابل للتمدد، مثل البوليمر، إذ يتضمن طبقات مدمجة من الدوائر الذهبية. كما يتصل هذا المستشعر بحقيبة ظهر إلكترونية صغيرة صممها باحثان ما بعد الدكتوراه سابقًا والمؤلفان ياسر خان وناوجي ماتسوهيسا.

يقيس هذا الجهاز الجهد على الجدار –كيف يتمدد وينكمش- وينقل البيانات للهواتف الذكية. باستخدام حقيبة الظهر FAST، يمكن استبعاد العلاجات المحتملة المرتبطة بانحدار المرض بثقة وبسرعة في الدراسات الأخرى لعدم فعاليتها وسرعة تعقبها.

أشار الباحثون إلى إن هذا الجهاز الحديث يقدم على الأقل 3 إنجازات هائلة. أولًا، يتيح مراقبة مستمرة باتصاله فعليًا بالماوس ويظل في مكانه طوال الفترة التجريبية بأكملها. ثانيًا، يخفي المستشعر المرن الورم وبذلك يستطيع قياس التغيرات الشكلية التي يصعب تمييزها بأساليب أخرى. ثالثًا، إن FAST غير غازي ومستقل.

كما أنه يتصل بالجلد، ليس كضمادة، يعمل بالبطارية، ومتصل لاسلكيًا. الماوس حر الحركة غير مرتبط بالجهاز أو الأسلاك، ولا يحتاج العلماء إلى ربطه بمكان جهاز الاستشعار. يمكن إعادة استخدام حقائب FAST، حيث تتكلف فقط 60 دولارًا أو يمكن تجميعها وإلحاقها بالماوس في دقائق.

إن الاكتشاف الجديد يوجد في المادة الإلكترونية المرنة لجهاز FAST، حيث تغلف طبقة من الذهب الغلاف الشبيه بالبوليمير، فعندما يتمدد تنتج شقوق صغيرة تغير التوصيل الإلكتروني للمادة. زيادة تمدد المادة وعدد الشقوق يزيد أيضًا من المقاومة الإلكترونية للمستشعر. وعندما تنكمش، ترجع الشقوق للاتصال ويعزز من جودته.

يصف كلٌ من أبرامسون والمؤلف ناوجي ماتسوهيسا، المدرس المساعد بجامعة طوكيو، كيفية حساب تكاثر الشقوق والتغيرات الهائلة في التوصيل رياضيًا مع تغيرات الأبعاد والحجم.

يوجد عقبة واحدة يجب على العلماء القلق بشأنها، ألا وهي أن المستشعر ربما يضر القياسات بضغطه المفرط على الورم، ولتجاوز هذا الخطر، طابق العلماء بعناية الخصائص الميكانيكية للمادة المرنة بالغلاف لجعل المستشعر مرنًا ولينًا مثل الجلد الطبيعي.

يقول أبرامسون: “إنه تصميم بسيط مخادع، ولكن هذه المزايا المتأصلة يجب أن تأخذها المجتمعات الصيدلانية والأورام بعين الاعتبار”. ويستطيع FAST أن يسرع، ويؤتمت، ويقلل من تكلفة عملية فحص أدوية السرطان.

المصدر: https://medicalxpress.com

ترجمة: بسمة نسيم

لينكد إن: basma-naseem

مراجعة وتدقيق: زينب محمد