لابراتوار مینیاتوری ایرانی در خدمت تشخیص زودهنگام بیماری ها از روستا تا میدان جنگ
به گزارش دانشگاه فارسی، با ترکیب فناوری میکروفلوئیدیک و نیروی گریز از مرکز، محققان ایرانی موفق به طراحی سامانه ای شده اند که با الگوبرداری از مدلهای پیشرفته جهانی، فرایند آزمایش الایزای تشخیص سرطان پروستات را به شکل خودکار روی یک دیسک کوچک اجرا می کند. این فناوری می تواند انقلابی در دسترسی به آزمایش های پزشکی بخصوص در مناطق محروم ایجاد نماید.
به گزارش دانشگاه فارسی به نقل از ایسنا، فناوری Lab-on-a-Disk یا به صورت اختصار LOAD یکی از زیرشاخه های مهم فناوری های ریزسیال شناسی (microfluidics) به حساب می آید که هدف آن، انجام آزمایش های پزشکی و زیستی در یک دیسک کوچک و قابل حمل شبیه به CD یا DVD است. این فناوری با استفاده از نیروی گریز از مرکز (centrifugal force) امکان انجام چندین مرحله آزمایشگاهی مانند جداسازی، شناسایی، تشخیص و آنالیز نمونه ها (مثلاً خون، ادرار، بزاق) را تنها با استفاده از یک دیسک فراهم می آورد.
سرعت بالا در انجام تست ها در حد چند دقیقه، بی احتیاجی به تجهیزات بزرگ آزمایشگاهی، هزینه پایین و مناسب برای مناطق کم برخوردار، قابلیت حمل آسان، انجام هم زمان چندین آزمایش روی یک نمونه از مزایای فناوری Lab-on-a-Disk به حساب می آید.
از این پلت فرم میتوان برای تشخیص زودهنگام بیماری ها همچون COVID-۱۹، سرطان، عفونت ها و غیره، پایش سلامت در مناطق روستایی یا بدون آزمایشگاه، تست های فوری پزشکی در آمبولانس یا میدان جنگ و همینطور تحقیقات دارویی و بالینی بهره برد.
با وجود مزایای زیاد، چالش هایی مانند کالیبراسیون دقیق، تولید انبوه ارزان و پذیرش توسط پزشکان و سازمان های بهداشتی وجود دارد. با این وجود، شرکتهای نوآور در حوزه سلامت دیجیتال درحال توسعه نسل جدید این دستگاه ها با استفاده از هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء هستند.
در ایران هم یکی از شرکتهای فناور مبادرت به توسعه این پلت فرم کرده و در گام نخست از فناوری Lab-on-a-Disk برای تشخیص سرطان پروستات توسعه داده است.
سرطان پروستات، دومین علت شایع مرگ ناشی از سرطان مردان در جهان است. در کشور ایران، شیوع سرطان های وابسته به هورمون در ۱۰ سال گذشته رو به افزایش بوده که سرطان پروستات هم شایع ترین آنها است. تشخیص زودهنگام سرطان یکی از مؤثرترین راه های کاهش میزان مرگ و میر و خسارات ناشی از آن است. بدین جهت، امروزه آزمایش های غربالگری در دنیای پزشکی اهمیت فراوانی یافته است. هم اکنون، آنتی ژن اختصاصی پروستات پر مصرف ترین نشانگر زیستی برای سرطان پروستات است که معمولا سنجش آن با روش های ایمنی سنجی مثل الایزا صورت می گیرد. انجام این آزمایش ها، به علت احتیاج به حضور کاربر متخصص و ضرورت در دسترس بودن تجهیزات آزمایشگاهی خاص، معمولا در مناطق کمتر برخوردار و روستایی، به سختی در دسترس می باشد. علاوه بر این، با انجام آزمایش ها توسط کاربر، هرچند که فردی ماهر باشد، همواره امکان خطا و یا ایجاد آلودگی در نمونه ها و معرف ها وجود دارد.
با حضور این ابهامات و چالش ها، یک تقاضای فوری برای یک پلت فرم خودکار، قابل حمل و در دسترس برای سنجش نشانگرهای زیستی جهت تشخیص انواع بیماری ها وجود دارد.
در پروژه این تیم تحقیقاتی در شرکت فناور، با عرضه یک سیستم میکروفلوئیدیک گریز از مرکز، سنجش کمی آنتی ژن اختصاصی پروستات در سرم انسانی با روش الایزای ساندویچی به شکل خودکار انجام می شود. این سیستم از دو بخش تشکیل می شود؛ یکی دیسک میکروفلوئیدیک (دیسکی به قطر حدود ۱۵ سانتی متر متشکل از یک شبکه میکروفلوئیدیکی برای حرکت و کنترل جریان معرف ها و مایعات مورد نیاز برای انجام آزمایش الایزا) و دیگری دستگاه دیسک پلیر (دستگاهی کوچک، سبک و قابل حمل که توانایی اعمال پروتکل چرخشی دلخواه را فراهم می کند).
برای انجام آزمایش، تنها کافی است تا حجم مشخصی از نمونه به دیسک میکروفلوئیدیک تزریق شود و بعد از آن دیسک در دستگاه دیسکپلیر قرار گرفته و با اجرای پروتکل چرخشی طراحی شده، فرآیند سنجش نشانگر مورد نظر به صورت خودکار صورت گیرد. انتظار می رود که این دستگاه باعث تسهیل فرآیند سنجش آنتی ژن اختصاصی پروستات و متعاقباً غربالگری سرطان پروستات در کشور شود.
دکتر عباس رامیار، عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی نوشیروان بابل و رئیس هیئت مدیره یک شرکت فناور در گفتگو با ایسنا، اظهار کرد: ما در این شرکت در زمینه فناوری جدیدی به نام Lab On a Dick یا لابراتوار روی دیسک فعال شدیم. این محصول به این صورت عمل می کند که کل فرایند ای که در لابراتوار تشخیص طبی صورت می گیرد، بر روی نمونه انسانی، بر روی دیسک پیاده سازی شده است.
وی با اشاره به اینکه این شیوه در دنیا در یکی دو کشور کاربردی شده است، اظهار نمود: این در شرایطی است که در ایران این فناوری توسعه داده نشده است و ما بر روی تجاری سازی یکی از نمونه های این دستگاه فعال شدیم.
عباس رامیار در رابطه با اولین سامانه تشخیص سرطان پروستات که تیم او درحال توسعه آن هستند، اظهار داشت: این سامانه تا انتهای سالجاری به مرحله نهائی خواهد رسید و وارد بازار می شود.
ایشان در ادامه در رابطه با مکانیسم عملکرد این سامانه، توضیح داد: پلت فرم ما بر پایه فناوری Lab-on-a-Disk طراحی شده و شامل دیسکی است که دارای میکروکانال ها (microchannels) و مخزن های مختلف است. یکی از این مخازن برای ورود نمونه خون و دیگری برای آنتی بادی های مورد استفاده در فرایند تشخیص درنظر گرفته شده است.
رامیار اضافه کرد: تمام محلول هایی که در مراحل مختلف باید توسط اپراتور به سامانه اضافه شوند، از پیش در مخازن جداگانه روی دیسک بارگذاری شده اند.
به نقل از ایشان، این سامانه همینطور شامل یک "دیسک پلیر" اختصاصی است که حرکت سیالات درون دیسک را کنترل می کند.
رامیار اظهار داشت: الگوی چرخش دیسک بگونه ای طراحی شده که با افزایش یا کاهش سرعت چرخش، سیال از نقطه ای به نقطه دیگر منتقل می شود. این فرایند به شکل مرحله ای ادامه می یابد؛ بگونه ای که ابتدا خون به پلاسما تفکیک می شود و سپس محلول های تشخیصی به ترتیب آزاد شده و در راه واکنش قرار می گیرند.
وی تاکید کرد: در این سامانه، بخش نهائی شامل واحد خوانش (Reader) هم طراحی شده است که نتایج نهائی را تحلیل و گزارش می کند.
رامیار در ادامه در رابطه با قابلیت های این فناوری، اظهار داشت: این شیوه امکان تشخیص انواع سرطان ها از راه نمونه خون را فراهم می آورد و همینطور قابلیت انجام آزمایش های مولکولی نظیر PCR را هم دارد.
عضو هیئت علمی دانشگاه نوشیروانی بابل اضافه کرد: هم اکنون تشخیص سرطان پروستات، آزمایش PCR و HPV با استفاده از این پلت فرم امکانپذیر است. فاز اولیه کار روی ویروس HIV هم شروع شده و در صورت توسعه بیشتر، این فناوری می تواند به ابزاری عمومی برای تشخیص طیف وسیعی از سرطان ها و بیماری های عفونی تبدیل گردد.
وی ضمن اشاره به ساختار این سامانه، اظهار داشت: پایه این فناوری بر ریزتراشه ها (microchips) و سامانه دیسکی استوار است. ما تمام حرکات سیال را به شکل دقیق روی این دیسک برنامه ریزی کرده ایم تا فرایند آزمایش به شکل خودکار و مرحله به مرحله صورت گیرد.
رامیار در مقایسه با نمونه های دیگر، تصریح کرد: در بعضی از سیستم های مشابه که مبتنی بر چیپ هستند، از مدارهای الکترونیکی برای هدایت سیالات استفاده می شود؛ اما در نمونه ما هیچ مدار الکترونیکی طراحی نشده و تمام فرایند با کنترل مکانیکی و طراحی دقیق مسیرهای سیال صورت می گیرد.
این محقق ضمن اشاره به تاریخچه این فناوری در سطح جهانی، اظهار داشت: اولین نمونه های این فناوری حدود ۲۰ سال پیش در کشور آلمان ساخته و تجاری سازی شدند. با این وجود، این حوزه همچنان نو و تخصصی به حساب می آید و تنها تعداد کمی از کشورها وارد توسعه آن شده اند.
رامیار در رابطه با موانع موجود در راه تجاری سازی این فناوری، اظهار نمود: مهم ترین چالش ما در راه عرضه این پلت فرم به بازار، دریافت مجوزهای رسمی از سازمان های مربوطه است. این نوع تجهیزات پزشکی باید استانداردهای سختگیرانه ای را رعایت کنند؛ بخصوص در مورد فناوری هایی که نمونه مشابه خارجی محدودی دارند.
عضو هیئت مدیره این شرکت تصریح کرد: اگر نمونه های خارجی رایج تری از این محصول وجود داشت، فرایند دریافت مجوزها آسان تر بود. اما به علت نوآوری و کم سابقه بودن این فناوری، روند تأییدیه های قانونی دشوارتر و زمان برتر شده است.
منبع: unifarsi.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب