SOHA NEWS
Một hậu quả sinh lý khi ung thư và nhiều căn bệnh khác lan rộng trong cơ thể người đó là sự co cứng của cấu trúc xung quanh các tế bào được gọi là ma trận ngoại bào. Các nhà khoa học tại Đại học Purdue đã phát triển một cách thức mới để phát hiện những thay đổi này khi sử dụng các sóng âm thanh, mở ra tiềm năng về một công cụ mới để lần theo tiến triển của các căn bệnh.
Độ cứng của ma trận ngoại bào xung quanh các tế bào có thể thay đổi tùy theo mức độ các chất độc hại, thuốc và tình trạng bệnh, vì vậy các nhà khoa học hy vọng việc theo dõi được những thay đổi nhỏ này trong cấu trúc là một cách để theo dõi sức khỏe bệnh nhân và mức độ lây lan của căn bệnh.
Tuy nhiên điều này cũng đi kèm với nhiều thách thức khác. Việc sử dụng hóa chất trên các mẫu ma trận ngoại bào lấy từ bệnh nhân, cũng như việc đo lường bất kỳ thay đổi nào xảy ra bên trong đã được chứng minh là rất khó thực hiện mà không gây ra bất kỳ tổn hại nào.
Nhưng các nhà khoa học tại Đại học Purdue tin rằng họ đã tìm ra cách tránh né được thách thức này, với một thiết bị cảm biến nhỏ được xem một "lab-on-a-chip" (một phòng thí nghiệm trên chip). Nó bao gồm một bộ phát sóng để tạo ra một sóng siêu âm, để truyền sóng xuyên qua một mẫu thử được đặt trên nó, và đến một bộ thu tín hiệu áp điện nằm trên phần còn lại của thiết bị.
Việc hấp thụ sóng siêu âm truyền đến sẽ làm sản sinh ra một tín hiệu điện trên bộ thu tín hiệu áp điện, và tùy thuộc vào mức độ cứng của mẫu thử, tín hiệu điện sẽ có những hình dạng khác nhau. Từ đó các nhà khoa học có thể nhận ra những thay đổi về cấu trúc của nó.
"Điều này cũng tương tự như việc kiểm tra mức độ hư hỏng trên cánh máy bay." Rahim Rahimi, giáo sư về kỹ thuật vật liệu tại Đại học Purdue cho biết. "Nó có một bộ truyền sóng siêu âm thông qua vật liệu và một thu sóng trên phần còn lại của thiết bị. Cách sóng siêu âm đó truyền qua vật liệu có thể cho thấy liệu có tổn thương hay hư hỏng nào ảnh hưởng đến vật liệu hay không."
Cấu tạo của thiết bị theo dõi tình trạng bệnh bằng sóng siêu âm.
Nhóm nghiên cứu đưa thiết bị lab-on-a-chip này vào các thí nghiệm liên quan đến đến tế bào ung thư vú – vốn có nhiều điểm tương đồng về tính bền vững với ma trận ngoại bào. Thiết bị này đã cho thấy các thay đổi về độ cứng của mô tế bào mô phỏng, mà không gây ra phản ứng độc hại trong tế bào hay làm thiết bị bị quá nhiệt.
Theo nhóm nghiên cứu, thiết bị này có thể mở rộng kích thước để phân tích nhiều mẫu thử cùng lúc, cho phép các nhà khoa học nghiên cứu nhiều khía cạnh khác nhau của mỗi căn bệnh. Hiện tại họ đã chuyển sang việc thử nghiệm với các ma trận ngoại bào trên nền các chất collagen, loại protein cấu trúc quan trọng cho da và các mô tế bào khác.
Tham khảo NewsAtlas