Gyémánt alapú mágneses érzékelő tumoráttétek kimutatására
A Physical Review Applied folyóiratban augusztus 12-én jelent meg a University of Warwick kutatóinak cikke, amelyben arról számoltak be, hogy egy olyan új, gyémánt alapú mágneses térérzékelőt sikerült kifejleszteniük, amely a testbe befecskendezett mágneses folyadék nyomon követésével segíthet a daganatok jobb felkutatásában.
A rákdiagnózis akkor a legproblémásabb, amikor a daganat sejtjei már áttétet képeznek más szervekben. Ez leggyakrabban a nyirokcsomókon és a nyirokrendszeren keresztül történik. A nyirokcsomókban elhelyezkedő ráksejtek felkutatására szolgáló vizsgálatok a metasztázisok kimutatásának és a kezelési irány meghatározásának arany standardjai.
A kutatók a mostani közleményben arról számoltak be, hogy egy új, nem toxikus és nem radioaktív eszközt fejlesztettek ki, amely a gyémántok egyedülálló tulajdonságait használja az áttétes emlőrák diagnosztizálására.
A cikk első szerzője, Alex Newman, a Warwick Egyetem Fizika Tanszékének doktorandusza így nyilatkozott:
„Óriási igény van a rák kimutatására szolgáló sokoldalú, nem toxikus eszközökre. Ezzel az új gyémántalapú érzékelővel sikerült a szenzorfej méretét mindössze 10 mm-re csökkenteni, ami azt jelenti, hogy ez az első érzékelő, amely képes kimutatni a mágneses nyomjelző folyadékot, miközben elég kicsi ahhoz, hogy endoszkópos és kulcslyuk-műtétekhez is használható legyen. Emellett nagyon érzékeny, képes kimutatni a tipikus teljes klinikai adag mágneses nyomjelző folyadék akár századát is.”
A gyémántérzékelő úgy működik, hogy képes kimutatni azt a vas-oxid nanorészecskékből álló mágneses nyomjelző folyadékot, amelyet a mellrákműtét során vagy előtt juttatnak a betegbe. A nyomjelző folyadékot a tumorba injekciózzák, majd az áttétes ráksejtekkel együtt a nyirokcsomókba vándorol. A gyémánt alapú mágneses térérzékelő ezután megkeresi a nyomkövető folyadékot, és pontosan meghatározza a műtéti eltávolításra szoruló nyirokcsomókat, amelyeket sebészeti úton eltávolítva a rák terjedése megakadályozható.
Kompakt kialakítását egy apró gyémánt (0,5 mm3) és egy kis állandó mágnes biztosítja, amely a szonda fejéhez van rögzítve – így nincs szükség terjedelmes elektronikai alkatrészekre, ezért a készülék sokoldalú kézi eszközként használható. A cikk társszerzője, Gavin Morley professzor, szintén a Warwick Egyetem Fizika Tanszékéről így ismertette az érzékelő működési elvét:
„A gyémántok a nitrogén-hiányos központoknak vagy színközpontoknak köszönhetően érzékelik a mágneses mezőket. Ezek lehetővé teszik a gyémántok számára, hogy a mágneses mező nagyon kis változásait is érzékeljék, és gyönyörű rózsaszínű színt adnak a gyémántoknak. Reméljük, hogy ezeket a mágneses térérzékelőket később nemcsak orvosi alkalmazásokhoz, hanem például az űrhajózásban vagy a fúziós erőművekben is felhasználhatjuk.”
A rák nyomon követésére a kórházakban alkalmazott hagyományos módszerek radioaktív nyomjelzőket (tracer-eket) vagy egyszerű kék festékeket használnak. A radioaktív nyomjelzők nem állnak rendelkezésre minden kórházban, mivel a radioaktív anyagok kezelése különleges óvintézkedéseket igényel. A kék festék száz emberből egynél allergiás reakciót vált ki, ami kellemetlen komplikáció lehet, ha a beteg általános érzéstelenítésben van.
Stuart Robertson, a Coventry és Warwickshire Egyetemi Kórházak (UHCW) NHS Trust emlőrák-sebész szakorvosa így nyilatkozott:
„Most már rendszeresen alkalmazom a mágneses lokalizációt a műtétek során, főleg kitapinthatatlan emlőelváltozások és nyirokcsomók észlelésére, mivel ez előnyösebb a hagyományos technikáknál. Nagyszerű együttműködést folytatunk a Warwick Egyetemmel: együtt keressük a mágneses technológia további optimalizálásának útjait.”
A mágneses nyomjelző folyadékok használata egyre elterjedtebb, azonban ez az új gyémántérzékelő kisebb, érzékenyebb detektort jelent. A módszer az emlőrákon kívül más rákos megbetegedések, például tüdő-, máj-, vastagbél- és nyelőcsőrák esetén valószínűleg szintén nagy haszonnal alkalmazható.
Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:
The diamonds that could find cancer
Endoscopic diamond magnetometer for cancer surgery
Irodalmi hivatkozás:
A.J. Newman et al, Endoscopic diamond magnetometer for cancer surgery, Physical Review Applied (2025). DOI: 10.1103/znt3-988w
