نانوحسگری با دوام که در بدن کاشته می‌شود تا بیماری را تشخیص دهد

ایده حسگرهای قابل کاشت که بطور مداوم اطلاعات مربوط به مقادیر حیاتی و غلظت مواد یا داروها را در بدن رصد می کنند، مدت‌هاست پزشکان و دانشمندان را مجذوب خود کرده است. چنین حسگرهایی امکان کنترل مداوم پیشرفت بیماری و موفقیت درمانی را فراهم می‌کنند. با این حال، تاکنون حسگرهای قابل کاشت برای ماندن دائمی در بدن مناسب نبوده و پس از چند روز یا چند هفته نیاز به تعویض دارند.

همچنین مشکل رد ایمپلنت وجود دارد زیرا سیستم ایمنی بدن حسگر را به عنوان یک جسم خارجی تشخیص می دهد. به تازگی محققان نوع جدیدی از حسگر قابل کاشت در بدن را ساخته اند که می‌تواند برای چندین ماه در بدن دوام داشته باشد. این حسگر با استفاده از نانوذرات طلا ساخته شده که با گیرنده‌های مولکولی خاص اصلاح شده‌اند. این نانوذرات طلا که درون یک بافت پلیمری مصنوعی قرار گرفته است، در زیر پوست کاشته می شود و در آنجا تغییرات غلظت دارو را با تغییر رنگ گزارش می کند.

گروه تحقیقاتی پروفسور کارستن سونیچسن در JGU سال‌هاست که از نانوذرات طلا به عنوان حسگر برای شناسایی مقادیر کمی پروتئین در سلول‌ها استفاده می‌کنند. نانوذرات طلا مانند آنتن های کوچک نور عمل می کنند، آنها به شدت نور را جذب و پراکنده می کنند و رنگارنگ به نظر می رسند. این نانوذرات با تغییر رنگ در محیط پیرامون خود واکنش نشان می دهند.

برای جلوگیری از پراکنده شدن یا تخریب ذرات ریز توسط سلول‌های ایمنی، پژوهشگران این نانوذرات را در یک هیدروژل متخلخل باساختاری بافت مانند قرار دادند. پس از کاشت در زیر پوست، رگ‌های خونی و سلول‌های کوچک به منافذ بافت وارد می‌شوند. حسگر در بافت قرار می‌گیرد و به عنوان جسم خارجی رد نمی شود.

 پروفسور کارستن سونیچسن، مدیرگروه فناوری نانو در JGU می‌گوید: «حسگر ما مانند یک خال کوبی نامرئی است، کمی بزرگتر از یک سکه و ضخامتی کمتر از یک میلی‌متر دارد.»

نتایج این پروژه در نشریه Nano Letters منتشر شده است.

محققان JGU حسگر نانوذرات طلای خود را در زیر پوست موش‌های بدون مو کاشته اند. تغییرات رنگ در این حسگرها به دنبال تجویز دوزهای مختلف آنتی بیوتیک کنترل شد. مولکول‌های دارو از طریق جریان خون به حسگر منتقل شدند. با اتصال به گیرنده های خاص در سطح نانوذرات طلا، آنها تغییر رنگ وابسته به غلظت دارو را مشاهده کردند.به لطف نانوذرات طلا با ثبات رنگ و هیدروژل یکپارچه بافت، مشخص شد که این حسگر طی چندین ماه از نظر مکانیکی و نوری پایدار مانده است.