Glasvezel zal helpen bij behandeling en diagnose

Lichtpulsen worden al lang gebruikt in de geneeskunde. Deze behandelmethode wordt optogenetica genoemd, maar wordt tegenwoordig niet vaak meer toegepast. De methode om hersencellen te beïnvloeden met lichtpulsen heeft een groot potentieel. Wetenschappers werken hier actief aan en bestuderen de mogelijkheden voor gebruik, niet alleen in de behandeling, maar ook in de diagnostiek. Een team van wetenschappers van Harvard en de Universiteit van Massachusetts stelde voor om een speciaal ontwikkelde optische vezel te gebruiken voor behandeling en diagnostiek direct in het menselijk lichaam.

Amerikaanse onderzoekers hebben een speciale vezel ontwikkeld die goed rekt en biologisch compatibel is met levende cellen van het menselijk lichaam. Het nieuwe materiaal bestaat uit hydrogel en experts gaan ervan uit dat dergelijke vezels in de toekomst gebruikt zullen worden om de beginfase van de ziekte te behandelen. Ze zullen in de hersenen of het lichaam van de mens worden geïmplanteerd en zullen ook de eerste tekenen van de ziekte kunnen "markeren".

De ontwikkelaars van de unieke vezel merkten zelf op dat deze de eigenschap heeft om te rekken, waardoor hij als implantaat kan worden gebruikt zonder risico op breuk. De structuur van heliumvezels leent zich uitstekend voor de optogenetische methode (stimulatie van bepaalde hersencellen met behulp van lichtpulsen).

Volgens wetenschappers kunnen heliumvezels schade veroorzaken aan aangrenzend weefsel, met name in de hersenen. Professor Huanghe Zhao legde uit dat de hersenen vergelijkbaar zijn met gelei, terwijl de vezels die erin geïmplanteerd worden, glazen zijn – kwetsbare maar gevaarlijke elementen die schade kunnen veroorzaken aan tere weefsels. Als de flexibiliteit en zachtheid van de vezels vergelijkbaar zouden zijn met die van het hersenweefsel, zou de stimulatie effectiever en langduriger zijn.

De wetenschappers publiceerden de bevindingen van hun onderzoek in een wetenschappelijk tijdschrift. De basis werd gevormd door het werk van Seok-Hyun (Andy) Yun, wiens team een hydrogel optische vezel ontwikkelde die effectief licht doorlaat.

Maar de structuur van deze vezel was niet sterk en alle pogingen om hem uit te rekken resulteerden in breuken. Zhao's team stelde een hydrogel optische vezel voor met goede ductiliteit, en beide teams besloten in deze richting samen te werken. Yuns team stelde voor om een vezel te creëren in de vorm van een kern in een omhulsel, om de lichtstroom te maximaliseren; de kern en het omhulsel zouden gemaakt moeten zijn van materialen met verschillende brekingsindexen. Na verschillende experimenten bleek Zhao's hydrogel ideaal te zijn voor de kern; er werden verschillende speciale additieven aan het omhulsel toegevoegd om de vorm te behouden en breuk na het uitrekken te voorkomen.

De onderzoekers zeiden dat de unieke hydrogel optische vezel in de toekomst zal worden gebruikt als sensoren die zullen reageren op de eerste tekenen van ziekte. Bovendien zullen dergelijke heliumvezels geschikt zijn voor diagnostiek op de lange termijn en zullen ze helpen bij het monitoren van de ontwikkeling van tumoren of ontstekingsprocessen in het lichaam.

Het is moeilijk te zeggen wanneer de nieuwe vezel op de medische markt zal verschijnen, aangezien onderzoekers nog een aantal klinische testen moeten uitvoeren, die enkele jaren kunnen duren.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]