סטנטים לטיפול בחסימות שונות בגוף האדם עלולים בעצמם להיחסם, אך חיישן חדש שפותח באוניברסיטת מישיגן עבור סטנטים המשמשים בצינור המרה עשוי יום אחד לעזור לרופאים לזהות ולטפל בחסימות סטנט מוקדם, ולעזור לשמור על בריאות החולים.
חסימות דרכי המרה עלולות לגרום לצהבת, נזק לכבד וזיהומים שעלולים לסכן חיים. ניתן לטפל במצבים הגורמים להצרה וסגירה של דרכי המרה, כולל סרטן הלבלב והכבד, על ידי החדרת סטנטים לפתיחת הצינורות. עם זאת, בוצה חיידקית או אבני מרה עלולות לחסום סטנטים של דרכי מרה, מה שמצריך טיפול דחוף באנטיביוטיקה והחלפת סטנטים.
נכון לעכשיו, ספקים רפואיים עוקבים אחר חסימות סטנט מרה באמצעות בדיקות דם, כלומר הבעיה חייבת להיות משמעותית מספיק כדי שהגוף יבחין. חיישן בתוך הסטנט יכול לאפשר לרופאים לזהות כי בוצת חיידקים מצטברת ולהתערב לפני שהחולה מתחיל לחלות.
"חיישן סטנט חדש זה מספק את ההזדמנות לזהות חסימות תומכי מרה מתקרבות מבלי לחכות לתסמינים קליניים, בדיקות דם או בדיקות הדמיה, שכולן מעכבות התערבות", אמר ריצ'רד קוון, פרופסור קליני לרפואה פנימית וגסטרואנטרולוגיה בבית הספר לרפואה של UM. ומחבר שותף של המחקר ב- Nature Microsystems & Nanoengineering.
אורך החיישן 8 מילימטרים, קצת פחות ממחצית קוטר של אגורה, ורוחב מילימטר אחד בלבד, מוקף במבנה פלסטיק מגן בהדפסת תלת מימד הנקשרת לתומכי פלסטיק. במהלך בדיקה, המטופל ילבש גלאי דמוי חגורה סביב המותניים שפולט שדה מגנטי לסירוגין, משנה סימן בתדרים שונים כדי לגרום לרטט המרבי, או התהודה, בחיישן. כשהחיישן רוטט, כל המסה המכבידה על החיישן מופיעה בתדר תהודה מופחת.
"קליטה מוצלחת של אותות מחיה חיה מסמנת התקדמות משמעותית בטכנולוגיית חיישנים מגנטו-אלסטיים בפרופיל נמוך וללא סוללות, וסוללת את הדרך ליישומים חדשים ומורחבים", אמר Ramprasad Nambisan, בוגר UM להנדסת חשמל ומחשבים והמחבר הראשי של המחקר.
אחד האתגרים הגדולים היה לזהות את התדר התהודה הזה, המופיע כשדה מגנטי עונה המגיע מהחיישן, אפילו דרך כמעט 7 אינץ' של רקמת בטן עשירה בנוזל. עם עיצוב חומרה קפדני ועיבוד אותות דיגיטלי, הצוות רשם יחס אות לרעש של מיליון לאחד במהלך הבדיקה.
הערך הגבוה שנמדד עבור יחס האות לרעש במרחק חקירה של 17 ס"מ מצביע על כך שבעתיד ניתן להגדיל את מרחק הקריאה במידה רבה לפי הצורך לבני אדם, תוך התאמת הבדלים באנטומיה".
Yogesh Gianchandani, פרופסור UM להנדסת חשמל ומחשבים ומחבר בכיר של המחקר
כצעדים הבאים, החוקרים מתכננים לפתח גרסה שעובדת עם סטנטים ממתכת. בטווח הארוך יותר, הם יצמצמו עוד יותר את החיישן – ויאפשרו לפזר מספר חיישנים לאורך הסטנט, שלכל אחד מהם תדר תהודה שונה. זה יאפשר זיהוי מקומי של הצטברות בוצה. הצוות גם מתכוון לפתח מוצרי אלקטרוניקה בעלות נמוכה יותר עבור הגלאי דמוי החגורה, ולסלול את הדרך לניסויים קליניים בבני אדם.
ככל שהטכנולוגיה ממשיכה להתקדם, לחיישנים מגנואלסטיים יש פוטנציאל לשימוש במקומות אחרים בגוף, לרבות סטנטים כלי דם היקפיים, סטנטים כליליים ארוכי טווח ותומכי שופכה.
מחקר זה כולל מחברים משותפים ב-Michigan Medicine ומומן בחלקו על ידי המכון הלאומי לבריאות (R01DK102663).
המכשיר נבנה בחלקו באמצעות המתקנים במתקן הננו-פאבריקציה לוריא ונלמד במרכז מישיגן לאפיון חומרים.
הצוות הגיש בקשה להגנת פטנט בסיוע UM Innovation Partnerships ומחפש שותפים שיביאו את הטכנולוגיה לשוק.
