تم الحفظ في الذاكرة المؤقتة...
بواسطة باحثو جامعة شيراز
تصميم جهاز شم ضوئي للكشف المبكر عن سرطان الدم
وتكتسب هذه التكنولوجيا الحديثة أهميتها من كون المركبات العضوية المتطايرة في الدم تعتبر علامات حيوية لسرطان الدم. في هذا التصميم الجديد، استخدم الباحثون تكنولوجيا النانو لإنشاء مصفوفة مكونة من سبعة عناصر استشعار متفلورة تشمل تجمعات نانوية معدنية ونقاط كمومية، موضوعة على قاعدة من ورق واتمان. وتم وضع هذه القاعدة الورقية داخل حجرة مكعبة صغيرة مصنوعة بتكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث يتكون الجهاز من قسمين رئيسيين: منطقة الاستشعار ومنطقة حفظ العينة، المدمجين في مساحة صغيرة ومحمولة.
ويعمل الجهاز باستخaدام 60 ميكرولتر فقط من عينة الدم، في درجة حرارة 50 مئوية وعلى مدى ثلاث ساعات، حيث يحدث تغيرات فلورية مميزة في عناصر الاستشعار. وهذه التغيرات ناتجة عن تفاعل المركبات العضوية المتطايرة في الدم مع أجهزة الاستشعار، وتظهر كبصمة قياس لوني يمكن اكتشافها. ثم تتم معالجة البيانات الصورية الناتجة باستخدام طريقة إحصائية تسمى «التحليل التمييزي الخطي» LDA للتمييز بدقة بين العينات السليمة والسرطانية.
ولتقييم أداء هذا النظام، قام الباحثون بدراسة 70 حالة جديدة من المرضى المصابين بابيضاض الدم «اللوكيميا الحادة» و51 شخصاً سليماً في الفئة العمرية من 20 إلى 50 عاماً.
وتم اختيار جميع المرضى قبل بدء العلاج الكيميائي لتسهيل تقييم الجهاز في مرحلة التشخيص المبكر. وأظهرت النتائج أن الجهاز تمكن من تمييز جميع العينات السرطانية والسليمة بدقة عالية جداً. ويوفر هذا الجهاز الشمي الضوئي المصغر مجموعة من المزايا للتطبيقات في التشخيص الطبي:
- غير جراحي أو قليل البضع: على عكس الطرق الشائعة مثل خزعة نخاع العظم، تتطلب هذه التكنولوجيا كمية صغيرة فقط من الدم.
- صغير الحجم وقابل للنقل: التصميم الورقي واستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد يجعلان الجهاز خفيفاً وبسيطاً.
- السرعة والتكلفة المنخفضة: تتم عملية التشخيص في وقت قصير ولا تتطلب معدات معقدة ومكلفة.
- حساسية ونوعية عاليتان: الدقة بنسبة 100٪ في تمييز العينات تعكس قدرة تشخيصية استثنائية للجهاز.
الهدف الرئيسي من هذا البحث كان تقديم أداة بسيطة وسريعة لتحديد المرضى في المراحل المبكرة وقبل بدء العلاج. هذا الأمر يمكن أن يلعب دوراً كبيراً في زيادة فرص العلاج الناجح وتحسين جودة حياة المرضى. وأشار باحثو جامعة شيراز في الوقت نفسه إلى محدوديات الدراسة. ووفقاً لهم، كان عدد العينات المدروسة محدوداً نسبياً، ولزيادة مصداقية النتائج، يجب إجراء دراسات مستقبلية بعينات أكثر وتنوعاً أكبر في فئات عمرية وظروف سريرية مختلفة. كما أن التحقق السريري في مراكز علاجية متعددة يمكن أن يساهم في تسويق وتطبيق هذه التكنولوجيا على نطاق واسع.
ورغم هذه المحدوديات، يُعدّ إنجاز جامعة شيراز الجديد خطوة مهمة نحو تطوير أدوات سريعة ومنخفضة التكلفة ودقيقة لتشخيص سرطان الدم. هذه التكنولوجيا لا يمكنها فقط إحداث تحول في مجال أمراض الدم، بل أيضاً، وبعد التعديل والتطوير الإضافي، ستمتلك القدرة على الاستخدام في تشخيص أمراض وسرطانات أخرى تعتمد على علامات حيوية متطايرة.