Сенсорный биочип
Очень трудно предугадать, какое именно лекарство может помочь данному индивидууму в лечении онкологического заболевания. Обычно, только треть лекарств при эмпирическом подходе эффективна для каждого конкретного пациента. Исследователи из отдела медицинской электроники при Техническом университете Мюнхена разработали новый микрочип, анализирующий взаимодействие раковых клеток с определёнными видами лекарств, что в перспективе открывает возможность быстрой и оптимальной подборки действенного препарата для каждого конкретного индивидуума. Согласно исследованиям немецкого онкологического центра в Гейдельберге, среди всех болезней, приводящих к смерти, рак занимает второе место. Примерно 450 000 человек заболевают в Германии каждый год онкологическими заболеваниями.
Несмотря на большое количество противораковых лекарств, имеющихся в наличии, наибольшую проблему представляет подбор необходимого препарата для каждого конкретного случая. Существует много типов и видов рака, и у большинства пациентов с их индивидуальной биохимической реакцией и степенью развития болезни только со второй или третьей попытки удаётся подобрать действительно эффективное лекарство. Но этот процесс занимает драгоценное время, в течение которого опухоль продолжает расти.
Микротитровальная пластина
Микрочип, разработанный в университете Мюнхена, является прообразом устройства размером в несколько миллиметров, состоящего из тончайших стенок микротитровальных пластин . Микрочип внедряется в отделённые клетки опухоли, микроробот последовательно, в течение нескольких минут меняет жидкие препараты в каждой лунке, к которой прикреплён свой микрочип. Микросенсоры, получающие информацию взаимодействий клеточных кислотных и кислородных взаимодействий с различными препаратами, фотографируют процессы с помощью сверхминиатюрного микроскопа, помещённого под микротитровальной пластиной.
Вся информация пересылается на соединённый в единую систему компьютер, обрабатывающий полученные данные, в результате видна полная картина метаболизма раковых клеток и их жизнестойкости по отношению к тому или иному препарату.
Микоророботы и микротитровальные пластины находятся в закрытом пространстве, где посредством регуляции температуры и влажности создаются условия, аналогичные среде внутри человеческого организма, кроме того, раковые клетки защищены от внешних воздействий и влияний, способных исказить результат.
После того, как защищённые раковые клетки беспрепятственно размножаются в течение нескольких часов, микроробот запускает в них определённую противораковую субстанцию. Если метаболическая активность раковых клеток в течение одного-двух дней прекращается, это означает, что данная субстанция уничтожила раковые клетки и лекарство на основе данной субстанции будет эффективным. Используя множество микрочипов, в течение суток таким же образом одновременно можно проверить множество субстанций и их различных комбинаций.
Выигрывается не только фактор времени, крайне важный при лечении онкологических заболеваний. Как поясняет доктор Хельмут Грос (Dr. Helmut Grothe) из Технического университета Мюнхена, лечение неэффективным лекарством иногда ведёт к развитию резистентности раковых клеток ко всем медицинским препаратам. С помощью нового микрочипа эта резистентность может быть выявлена на ранней стадии.
Ещё одним преимуществом микрочипа соединённого с компьютером, является автоматизация терапевтического лечения. Микроробот работает быстрее и точнее человека, что, в свою очередь, значительно снижает затраты на лечение. Возможность одновременного тестирования различных препаратов облегчает выявление наиболее эффективного лекарства. Фармацевтические компании также могут использовать данный микрочип для разработки новых лекарств.
Данный проект предусматривает и другую возможность, при которой микрочип может быть имплантирован в неоперабельную опухоль для контроля её роста. При этом дозировка лекарственной субстанции в опухоль будет осуществляться посредством электрических импульсов. Такое лечение может производиться, например, при раке панкреатиновой железы.
Микрочип, разработанный в Техническом университете Мюнхена, может использоваться и в других областях. С его помощью можно, например, анализировать уровень загрязнённости различных водоёмов. Небольшая помпа, регулярно втягивающая в себя образцы воды, соединяется с сенсором микрочипа, на котором помещены микроорганизмы данного водоёма типа альгае. Альгае чрезвычайно тонко реагируют на любые микроскопические дозы токсинов. Компьютерный анализ метаболизма этих альгае даст возможность точно определить уровень и составные химические элементы токсинов.
Ссылки по теме:
Поделитесь статьей с друзьями!
Если эта статья была Вам интересна, или Вам кажется, что эта статья может заинтересовать Ваших друзей или родственников — поделитесь с ними.
Выберите одну из социальных сетей нижу, и нажмите на иконку с символикой нужной социальной сети.
Это совсем не сложно, попробуйте!
