لابراتوار مینیاتوری ایرانی در خدمت تشخیص سریع بیماریها از روستا تا میدان جنگ
دانلود فایل: 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، پروسه آزمایش الایزای تشخیص سرطان پروستات را بصورت خودکار روی یک دیسک کوچک اجرا می کند. این فناوری می تواند انقلابی در دسترسی به آزمایش های پزشکی خصوصاً در مناطق محروم بوجود آورد.
به گزارش دانلود فایل به نقل از ایسنا، فناوری Lab-on-a-Disk یا بطور اختصار LOAD یکی از زیرشاخه های مهم فناوری های ریزسیال شناسی (microfluidics) شمرده می شود 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 بهره بردن از نیروی گریز از مرکز (centrifugal force) امکان انجام چندین مرحله آزمایشگاهی مانند جداسازی، شناسایی، تشخیص و تحلیل نمونه ها (مثلاً خون، ادرار، بزاق) را تنها با بهره گیری از یک دیسک فراهم می آورد.
سرعت بالا در انجام تست ها در حد چند دقیقه، بی نیاز 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 بشمار می رود.
از این پلت فرم می توان برای تشخیص فوری بیماریها 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 همین طور 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، شرکت های نوآور در عرصه سلامت دیجیتال درحال توسعه نسل جدید این دستگاهها با بهره گیری از هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء هستند.
در ایران نیز یکی از شرکت های 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 اخیر رو به افزایش بوده که سرطان پروستات نیز شایع ترین آنها است. تشخیص سریع سرطان یکی از مؤثرترین راه های کاهش میزان مرگ و میر و خسارات ناشی از آنست. 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 به طور معمول سنجش آن با روش های ایمنی سنجی مثل الایزا به انجام می رسد. انجام این آزمایش ها، به سبب نیاز به حضور کاربر متخصص و لزوم در دسترس بودن تجهیزات آزمایشگاهی خاص، به طور معمول در مناطق کمتر برخوردار و روستایی، به سختی دردسترس است. علاوه بر این، با انجام آزمایش ها توسط کاربر، هرچند که فردی ماهر باشد، همیشه 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 ارائه یک سیستم میکروفلوئیدیک گریز از مرکز، سنجش کمی آنتی ژن اختصاصی پروستات در سرم انسانی با روش الایزای ساندویچی بصورت 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، پروسه سنجش نشانگر مورد نظر به صورت خودکار صورت گیرد. انتظار می رود که این دستگاه سبب تسهیل پروسه سنجش آنتی ژن اختصاصی پروستات و متعاقباً غربالگری سرطان پروستات در کشور شود.
دکتر عباس رامیار، عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی نوشیروان بابل و رییس هیأت مدیره یک شرکت فناور در گفت و گو با ایسنا، اظهار کرد: ما در این شرکت در حوزه فناوری جدیدی به نام Lab On a Dick یا لابراتوار روی دیسک فعال شدیم. این محصول به این صورت عمل می کند که کل فرآیند ای که در لابراتوار تشخیص طبی به انجام می رسد، بر روی نمونه انسانی، بر روی دیسک پیاده سازی شده است.
وی با اعلان اینکه این تکنیک در دنیا در یکی دو کشور کاربردی شده است، اظهار داشت: این در حالیست 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 درباره ی اولین سامانه تشخیص سرطان پروستات که تیم او درحال توسعه آن هستند، اظهار داشت: این سامانه تا آخر امسال به مرحله غائی خواهد رسید و وارد بازار می شود.
ایشان سپس درباره ی 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 گوناگون است. یکی از این مخازن برای ورود نمونه خون و دیگری برای آنتی بادی های مورد استفاده در پروسه 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 گفته ی ایشان، این سامانه همین طور شامل یک "دیسک پلیر" اختصاصی است که حرکت سیالات درون دیسک را کنترل می کند.
رامیار اظهار داشت: الگوی چرخش دیسک به شکلی طراحی شده که با افزایش یا کاهش سرعت چرخش، سیال از نقطه ای به نقطه دیگر منتقل می شود. این پروسه بصورت مرحله ای ادامه می یابد؛ به شکلی 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 غائی شامل واحد خوانش (Reader) نیز طراحی شده است که نتایج غائی را تحلیل و گزارش می کند.
رامیار در ادامه درباره ی قابلیت های این فناوری، اظهار داشت: این تکنیک امکان تشخیص انواع سرطان ها بوسیله نمونه خون را فراهم می آورد و همین طور قابلیت انجام آزمایش های مولکولی نظیر PCR را نیز دارد.
عضو هیأت علمی دانشگاه نوشیروانی بابل اضافه کرد: هم اکنون تشخیص سرطان پروستات، آزمایش PCR و HPV با بهره گیری از این پلت فرم ممکن است. فاز اولیه کار روی ویروس HIV نیز شروع شده و در صورت توسعه بیشتر، این فناوری می تواند به ابزاری عمومی برای تشخیص طیف وسیعی از سرطان ها و بیماریهای عفونی تبدیل گردد.
وی با اشاره به ساختار این سامانه، اظهار داشت: پایه این فناوری بر ریزتراشه ها (microchips) و سامانه دیسکی استوار است. ما تمام حرکات سیال را بصورت دقیق روی این دیسک برنامه ریزی کرده ایم تا پروسه آزمایش بصورت خودکار و مرحله به مرحله صورت گیرد.
رامیار در مقایسه با نمونه های دیگر، اشاره 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 پروسه با کنترل مکانیکی و طراحی دقیق مسیرهای سیال به انجام می رسد.
این محقق با 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 بازهم نو و تخصصی شمرده می شود و تنها تعداد کمی از کشورها وارد توسعه آن شده اند.
رامیار درباره ی موانع موجود در راه تجاری سازی این فناوری، اظهار داشت: 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؛ خصوصاً در مورد فناوری هایی که نمونه مشابه خارجی محدودی دارند.
عضو هیأت مدیره این شرکت اشاره کرد: اگر نمونه های خارجی رایج تری از این محصول وجود داشت، پروسه گرفتن مجوزها آسان تر بود. اما به سبب نوآوری و کم سابقه بودن این فناوری، روند تأییدیه های قانونی دشوارتر و زمان برتر شده است.
منبع: itfile.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب