ابداع محققان:‌ دستگاه «تتو هوشمند» که می‌تواند سرطان پوست را تشخیص دهد

محققان موفق شدند با استفاده از نوعی تتو هوشمند مبتنی‌بر نانوذرات، راهکار جدیدی برای ردیابی سرطان پوست از طریق سیگنال‌های حرارتی ابداع کنند. سیستم دانشمندان SMEAR-ULM نام دارد و از توانایی نقشه‌برداری از حرارت بسیار جزئی ناشی از تومورهای تهاجمی ملانوما بهره می‌برد و این کار را بدون نیاز به روش‌های سنتی و تهاجمی مانند نمونه‌برداری‌های وسیع انجام می‌دهد.

محققان کانادایی پلتفرمی طراحی کرده‌اند که می‌تواند ملانوما را حتی پیش از آنکه روی سطح پوست ظاهر شود و با چشم قابل رؤیت باشد شناسایی کند. این دستاورد به پزشکان اجازه می‌دهد تا در مبارزه با یکی از کشنده‌ترین انواع سرطان پوست، زمان حیاتی و بسیار ارزشمندی را به دست آورند.

این سیستم آزمایشی با بهره‌گیری از ترکیب میکروسوزن‌ها، نانوذرات و تکنولوژی تصویربرداری فوق سریع، کوچک‌ترین تغییرات گرمایی در نقاط اولیه شکل‌گیری تومور را شناسایی می‌کند. آزمایش‌ها نشان داده است که این پلتفرم توانسته میکروملانوماها را فقط چهار روز پس از تشکیل در مدل‌های آزمایشگاهی تشخیص دهد که این سرعت عمل بسیار فراتر از استانداردهای دوربین‌های تصویربرداری حرارتی معمولی است.

تشخیص سرطان پوست با تتو هوشمند

اهمیت کشف تومورهای پنهان از طریق گرما در فرایند درمان بسیار بالا است زیرا نرخ زنده‌ماندن بیماران مبتلا به ملانوما در صورت تشخیص زودهنگام به شکل چشمگیری افزایش می‌یابد. دشواری اصلی در تشخیص‌های متداول این است که کوچک‌ترین تومورها در مراحل آغازین با بافت سالم پوست همسان به نظر می‌رسند و در معاینات فیزیکی دیده نمی‌شوند.

در‌حال‌حاضر روند تشخیص به‌طور گسترده‌ای به معاینات بصری و سپس انجام بیوپسی یا نمونه‌برداری متکی است که این شیوه ممکن است باعث نادیده‌گرفتن ضایعات بسیار تهاجمی در مراحل اولیه شود و یا برعکس منجر به جراحی‌های غیرضروری برای برداشتن لکه‌های پوستی بی‌خطر گردد.

پژوهشگران کانادایی با اشراف به این موضوع، تمرکز خود را بر گرمای تولیدشده توسط تومورها معطوف کرده‌اند. سلول‌های سرطانی به دلیل فعالیت متابولیک شدیدتر نسبت به سلول‌های سالم، انرژی بیشتری را با سرعت بالا مصرف می‌کنند که این امر باعث ایجاد تفاوت دمایی بسیار ناچیز در سطح پوست می‌شود. اگرچه دانشمندان دهه‌هاست از این پدیده آگاه هستند اما تاکنون دوربین‌های حرارتی از دقت کافی برای تفکیک این دماهای ظریف برخوردار نبودند تا به عنوان یک ابزار تشخیصی قطعی به کار گرفته شوند.

سیستم جدید SMEAR-ULM محدودیت‌های گذشته را از میان برداشته است. محققان هدف از این پروژه را ارائه ابزاری با کمترین میزان تهاجم برای شکار ملانوماهای بسیار کوچک اما فوق‌العاده تهاجمی عنوان کرده‌اند. آنها معتقدند بسیاری از تومورهای خطرناک برای روش‌های غربالگری چشمی بیش‌ازحد کوچک هستند و همین موضوع باعث می‌شود سرطان بدون جلب توجه رشد کند.

عملکرد این سیستم به این صورت است که یک وصله کوچک حاوی میکروسوزن‌های بدون درد روی پوست قرار داده می‌شود تا نانوذرات خاصی را در لایه‌های زیرین پوست تزریق کند و یک تتو هوشمند موقت بسازد. این ذرات در نقش حسگرهای فوق‌میکروسکوپی دما ظاهر می‌شوند. زمانی که نور مادون قرمز نزدیک به سطح پوست تابانده می‌شود، این نانوذرات شروع به ساطع‌کردن نور مرئی می‌کنند و مدت زمان این درخشش دقیقاً به دمای محیطی که نانوذره در آن قرار دارد وابسته است. درنهایت سیستم پاسخ نوری این ذرات را در یک شات تصویربرداری بسیار سریع ثبت و آن را به یک نقشه حرارتی تبدیل می‌کند.

تفاوت این تکنولوژی با روش‌های پیشین در این است که سیستم‌های قدیمی مبتنی‌بر میکروسوزن به اسکن‌های مکرر نیاز داشتند که استفاده از آن‌ها را در بافت‌های زنده دشوار می‌ساخت. همچنین تصویربرداری‌های مادون قرمز مرسوم همیشه با مشکل تاری و نویز زیاد در تصاویر روبه‌رو بوده و معمولاً تنها تومورهای بزرگ‌تر از پنج میلی‌متر را تشخیص می‌دادند که در آن زمان تومور توسط خود پزشک هم قابل مشاهده بود.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Nature Sensors منتشر شده است.