A nanotechnológiai fejlesztések eljutottak egy olyan határra, amikor a legkülönfélébb orvosi laboratóriumi vizsgálatok elvégezhetők egy pár négyzetcentiméternyi felületen helyet foglaló digitális feldolgozó egység segítségével. A labor a chipen (lab-on-a-chip – LOC) eszközök éppen úgy nanoméretű áramköri mintázatokat létrehozó litográfiai módszerekkel készülnek, mint a számítógépek vagy a különféle okoseszközök agyaként működő elelektronikus morzsák. Azaz maguk is tulajdonképpen speciális komputerek, amelyekhez nagy áteresztőképességű szűrőeszközök és automatizálás adja a speciális képességeket. Az orvosok és a betegek szempontjából mindez végső soron lényegtelen, szemben azzal, hogy az új típusú eszközökkel szinte bárhol és akár igen nagy számban végezhetők el olyan tesztek, amelyekre korábban csak jól felszerelt laboratóriumokban volt lehetőség.
Előnyök és hátrányok
A LOC technológia lehetővé teszi, hogy kis mennyiségű folyadék felhasználásával is elvégezhetők legyenek a vizsgálatok, ami segít a költségek csökkentésében, a reagensek elemzésében és válaszidő rövidítésében. Emellett a minta koncentrációja felett szintén biztosabb az ellenőrzés, valamint a kölcsönhatások csökkentésével a kémiai hulladékok mennyisége is csökken. A LOC lehetővé teszi a nagyon kompakt rendszerek fejlesztését és tömeges felhasználását is.
A LOC-nak azonban – amely jelenleg még kiforratlan, feltörekvő technológia – vannak hátrányai is. A fizikai és kémiai hatások, mint például felületi érdesség, a kapilláris erők és kémiai kölcsönhatások a mikroszkopikus mérettartományban nagyobb jelentőséget kapnak. Ez gyakran eredményez komplikációkat a LOC kísérleteknél, amelyekre nem kell számítani a hagyományos laboratóriumi berendezéseknél.
A mérnökök a Rutgers Egyetemen a közelmúltban kifejlesztett egy olyan új LOC eszközt, amely a fejlesztők szerint jelentősen csökkenti a laboratóriumi vizsgálatok költségeit olyan betegségek esetében, mint a HIV, a szifilisz vagy a Lyme-kór . Az áttörést azzal érték el, hogy kihasználják az LOC rendszereknek azt a képességét, amely lehetővé teszi a csekély folyadékmennyiség felhasználását a biokémiai vizsgálatok során. Az ilyen elemzések általában nagy mennyiségű vér vagy egyéb minta meglétét és költséges kémiai reagenseket követelnek meg, s mindez igen sokba kerül. Az új LOC eszköz által alkalmazott mikrofluidika technológia megfizethetővé teszi ezeket a laboratóriumi vizsgálatokat mind a kutatók, mind az orvosok és betegek számára.
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
Az új eszköz mindössze tizedannyi mennyiségű mintát kíván, mint amennyire a hagyományos teszteknek szükségük van. Mivel az eszköz automatizálja a folyamatokat, nincs szükség drága képzett munkaerőre sem a vizsgálatok elvégzéséhez, mint a hagyományos laboratóriumokban, ami tovább faragja a költségeket. De ettől az eredmények pontosak, a vizsgálatok pedig miközben érzékenyek maradnak. Ez utat nyithat a központi idegrendszeri rendellenességek, például Parkinson-kór kutatásához is, mivel ezek a tanulmányokat jelenleg korlátozza a csak kis mennyiségben rendelkezésre álló agy-gerincvelői folyadék.
Kilátások
Ez is érdekelhet
Bár a kis folyadékmennyiségekkel való műveletek tudománya, a mikrofluidika nagy izgalmat váltott ki, de csak nagyon kevés sikeres LOC-alapú eszközt tudtak létrehozni, mert számos kihívással szembesültek a fejlesztők, amikor a technológiát piacképessé akarták tenni. Ami ugyanis kutatási szinten, egyedi fejlesztésként működik nem feltétlenül állja meg a helyét termékként. A fejlesztőknek meg kell teremteniük a tervezés és a valós világ igényei között, hogy valós befolyást gyakorolhassanak az egészségügyi üzletben. Ehhez pedig még több tapasztalatra van szükség mind technológiai, mind felhasználói oldalon. Ugyanakkor a LOC technológia áttörő jelentősége már ma sem kérdéses. Forrás: news-medical.net
