可穿戴设备可以监视老鼠体内的肿瘤大小的变化

斯坦福大学的工程师们已经创建了一个小的独立装置和一个可伸缩的和灵活的传感器,可以坚持皮肤下面测量肿瘤大小的变化。非侵入性的,电池驱动的设备敏感100毫米(10微米)和梁结果实时无线智能手机应用程序按一个按钮。

实际上,研究人员说,他们的设备——被称为快速灵活自主的传感器测量肿瘤”,代表了一种全新的快速、廉价,免提,准确的方法测试抗癌药物的疗效。在更大的范围内,它可以导致癌症治疗有前途的新方向。快在9月16日发表的一篇论文中有详细描述科学的进步。

每年的研究人员测试成千上万的潜在的抗癌药物对小鼠皮下肿瘤。一些人类患者,和发现新疗法的过程是缓慢的,因为技术测量肿瘤回归从药物治疗需要数周读一个响应。肿瘤固有的生物变化,现有测量方法的缺点,相对比较小的样本大小使药物筛选困难和劳动密集型。

“在某些情况下,肿瘤观察必须用游标卡尺测量用手,”说亚历克斯·艾布拉姆森这项研究的第一作者,和最近的实验室的博士后鲍哲南株式会社李教授在斯坦福大学工程学院化学工程。

金属的使用钳子一样的卡尺测量软组织不理想,和放射性方法不能提供所需的连续数据的实时评估。快minute-timescale可以检测肿瘤体积的变化,而卡尺和生物荧光测量往往需要长达数周的观察时间读出肿瘤大小的变化。

黄金的力量

快速的传感器组成的一个灵活的和可伸缩的据聚合物,包括嵌入式电路层的黄金。这个传感器连接到一个小型电子设计的背包前博士后和合作者亚汗和Naoji Matsuhisa。设备测量压力膜-多少伸展或收缩,将数据传输到一个智能手机。使用快速背包,潜在的治疗与肿瘤大小回归可以迅速和自信很快就进一步研究无效或被排除在外。

基于研究小鼠,研究人员说,这个新设备提供至少三个重大进展。首先,它提供了持续的监控,传感器在物理上连接到鼠标和在整个实验周期仍在执行。第二,灵活的传感器遮蔽了肿瘤,因此能够测量形状变化,与其他方法难以辨别。第三,快自治和非侵入性。它连接到皮肤,就像一个胶布绷带,电池供电的无线连接。鼠标自由移动不受设备或电线,和科学家不需要积极处理后的小鼠传感器位置。快包也可重用,成本仅为60美元左右的组装,并可以在几分钟内被附加到鼠标。

突破在快速灵活的电子材料。skinlike聚合物的涂上一层金,当拉伸,发展小裂缝,改变材料的导电性。拉伸裂纹的材料和数量增加,导致传感器电子电阻增加。当材料合同,裂缝接触和电导率提高了回来。

艾布拉姆森和合作者Matsuhisa,东京大学副教授,这些裂纹扩展和指数电导率的变化可以在数学上等同于尺寸和体积的变化。

研究人员必须克服的一个障碍是担心传感器本身可能会妥协施加过度的压力测量的肿瘤,有效压缩。为了规避这一风险,他们小心地与皮肤的柔韧的材料本身的力学性能,使传感器作为顺从和柔软的皮肤一样真实。

“这是一个看似简单的设计,”艾布拉姆森说,“但这些内在的优势应该很有趣的制药和肿瘤的社区。bet188真人快可以显著加快,自动化,降低筛选癌症治疗的过程的成本。”

参考:艾布拉姆森,陈CT,汗Y,等。一个灵活的电子应变传感器实时监测肿瘤的回归。Sci副词。2022;8 (37):eabn6550。doi:10.1126 / sciadv.abn6550

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