Wissenschaftler entwickeln haardünne optische Sensoren zur gleichzeitigen Erkennung von Krebsbiomarkern
Forscher haben mikroskopische Sensoren entwickelt, die auf optische Fasern gedruckt werden und mehrere Krebsbiomarker gleichzeitig durch lichtbasierte Detektion erkennen können. Die Technologie stellt einen bedeutenden Fortschritt gegenüber Einzelbiomarker-Methoden dar und könnte zu medizinischen Werkzeugen der nächsten Generation für die Echtzeit-Überwachung von Krankheiten führen. Die Forschung wurde in Advanced Optical Materials veröffentlicht und erhielt Fördermittel für die weitere Entwicklung.
Wissenschaftler haben haardünne Sensoren entwickelt, die mehrere Krebsbiomarker gleichzeitig erkennen können, was die Diagnose und Überwachung von Krankheiten wie Krebs potenziell revolutionieren könnte. Die Sensoren, die mit ultraschneller 3D-Mikrodrucktechnologie hergestellt wurden, werden direkt auf optische Faserspitzen gedruckt und können mehrere Biomarker gleichzeitig messen, einschließlich Temperatur und chemischer Veränderungen.
Forscher der australischen Adelaide University und der deutschen Universität Stuttgart arbeiteten bei der Entwicklung zusammen, die funktioniert, indem sie Veränderungen im Körper, die durch Krebs auf molekularer Ebene verursacht werden, durch Licht detektiert. Die Sensoren liefern eine zuverlässige Krankheitserkennung auf minimalinvasive Weise und ermöglichen so intelligentere Gesundheitsversorgung, Umweltüberwachung und tragbare Werkzeuge.
"Moleküle emittieren Licht, wenn sie mit einem Nebenprodukt von Krebs in Kontakt kommen. Die Menge des emittierten Lichts hängt von der Konzentration der Krebszellen ab. Indem wir die Sensoren in Gewebe einführen und die Menge des emittierten Lichts messen, glauben wir, das Vorhandensein von Krebs bestimmen zu können", sagte der leitende Forscher des Projekts vom Institute for Photonics and Advanced Sensing der Adelaide University.
Dieser Durchbruch könnte zu medizinischen Werkzeugen der nächsten Generation führen, die Krankheiten verfolgen, Behandlungen steuern und den Körper in Echtzeit überwachen. Die Sensoren können zuverlässige und klare Informationen über das Vorhandensein von Krankheiten auf minimalinvasive Weise liefern und ebnen den Weg für intelligentere Werkzeuge im Gesundheitswesen.
Die Forschung stellt eine bedeutende Entwicklung dar, die auf bestehenden Methoden aufbaut, die nur einen Biomarker gleichzeitig messen können. "Wenn man nur einen Biomarker gleichzeitig messen kann, ist es schwer zu bestimmen, ob die Ursache der Veränderung Krebs oder ein anderes Problem ist", sagte der leitende Forscher. "Deshalb ist unsere Methode so revolutionär, da sie es uns ermöglicht, medizinischem Fachpersonal sofort präzise Informationen zu liefern."
Die Forschung wurde in der Fachzeitschrift Advanced Optical Materials veröffentlicht und wird von einem kürzlich vergebenen Förderbetrag von 1,32 Millionen Dollar des Australian Research Council Linkage Infrastructure, Equipment and Facilities Program profitieren, der dazu beitragen wird, eine weltklasse, hochpräzise Mikro- und Nanodruckanlage an der Adelaide University einzurichten. Der Zugang zur neuesten Laserdrucktechnologie wird es den Forschern ermöglichen, ihre Arbeit fortzusetzen und hoffentlich noch mehr Biomarker zu erkennen, wie Veränderungen des pH-Werts oder Redox-Veränderungen.
In Zukunft möchten die Forscher mit Krankenhäusern zusammenarbeiten, um die Technologie zu verfeinern, von der sie glauben, dass sie innerhalb des nächsten Jahrzehnts einsatzbereit sein könnte. Das Team wird in der Lage sein, Prototypen schneller zu erstellen, komplexere Strukturen aufzubauen und das Gelernte auf das breitere biomedizinische Feld anzuwenden.