쥐의 종양 크기의 미세한 변화를 측정할 수 있는 착용형 스트레인 센서가 미국 연구진에 의해 개발되었습니다. 연구팀은 이 장치가 잠재적인 항암제의 검증 속도를 획기적으로 높일 수 있다고 말합니다. 실험에서 항암제 치료를 시작한 후 몇 시간 이내에 약 10μm의 종양 크기 변화를 감지할 수 있었습니다.
피부 바로 아래에 종양이 있는 쥐는 잠재적인 항암제를 테스트하는 데 정기적으로 사용되는데, 이는 임상 결과에 가까운 결과를 제공하는 것으로 나타났기 때문입니다. 전향적 치료의 효능은 일반적으로 치료되지 않은 대조군과 비교하여 이러한 피하 종양의 크기와 부피가 어떻게 변하는지 관찰하여 결정됩니다. 그러나 이들 종양의 퇴행을 측정하는 기술은 특별히 발전되지 않았습니다. 일반적으로 캘리퍼스를 사용하여 손으로 측정합니다. 이는 정확성 문제를 야기할 뿐만 아니라 프로세스 시간과 노동 집약도를 높여 테스트할 수 있는 약물의 양과 시험 규모를 줄입니다.
현재 알렉스 아브람슨, 화학 엔지니어입니다. Stanford University 그가 이 연구를 수행했을 때 이후 조지아 공과대학(Georgia Institute of Technology)으로 옮겼으며 그의 동료들은 종양 크기에 대한 지속적인 측정을 제공하여 약물 테스트의 속도와 양을 향상시킬 수 있는 탄성 전자 변형 센서를 개발했습니다. 그들은 그들의 장치가 제공하는 실시간 자율적이며 정확한 종양 모니터링이 처리량이 많은 약물 검사 및 기본 암 연구에서 새로운 경로를 열 수 있다고 지적합니다.
FAST(종양을 측정하는 유연한 자율 센서)라고 불리는 이 센서는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 엘라스토머 위에 50nm 금 층으로 구성되어 있습니다. 센서에 변형이 가해지면 금층에 미세 균열이 나타나 전기 저항이 증가합니다. 센서의 저항은 변형에 따라 기하급수적으로 증가하며, 연구원들은 센서를 늘렸을 때 단지 10μm의 변화를 감지할 수 있었다고 말합니다.
연구진은 센서를 테스트하기 위해 생물발광 인간 폐암 세포와 A20 B 세포 림프종 세포주라는 두 가지 암 모델을 사용했습니다. 쥐의 피부 아래에 암세포를 이식한 후, 그들은 종양이 어떻게 자라는지 측정한 다음 알려진 치료제에 대한 종양 반응을 평가했습니다. 스트레인 센서, 스마트폰 앱으로 데이터를 보내는 인쇄 회로 기판 및 배터리 팩은 3D 프린팅 배낭에 수용되었으며 필름 드레싱과 티슈 접착제를 사용하여 마우스에 부착되었습니다. 성장과 회귀를 모두 측정할 수 있도록 센서를 50% 변형률로 미리 늘였습니다.
일주일 동안 종양 성장을 관찰한 결과, 연구팀은 스트레인 센서의 측정값이 캘리퍼 및 발광 이미징 시스템의 측정값과 유사하다는 사실을 발견했습니다.
치료 시작 5시간 이내에 스트레인 센서는 치료받지 않은 쥐와 비교하여 종양 크기의 변화를 감지할 수 있었습니다. 이 종양 퇴행은 생물발광 영상이나 캘리퍼 측정에 의해 포착되지 않았습니다. 이러한 도구를 사용하면 5시간 시점의 종양 측정에서 치료군과 치료군 사이에 통계적 차이가 없었습니다. 일주일 간의 치료 기간 동안 센서의 측정값은 캘리퍼 및 생물발광 이미징의 측정값과 유사했습니다.
하트 온 어 칩(Heart-on-a-chip) 프로세스로 약물 테스트 속도 향상
연구원에 따르면 FAST는 캘리퍼, 이식형 압력 센서 및 영상 촬영과 같은 다른 일반적인 종양 측정 옵션에 비해 세 가지 장점을 제공합니다. 지속적인 종양 모니터링이 가능합니다. 다른 기술로는 감지하기 어려운 크기와 모양의 변화를 측정할 수 있습니다. 자율적이기 때문에 더 빠르고 저렴하며 대규모의 전임상 약물 테스트가 가능해야 합니다.
Abramson은 “이것은 믿을 수 없을 정도로 단순한 디자인이지만 이러한 고유한 장점은 제약 및 종양학 커뮤니티에 매우 흥미로울 것입니다. FAST는 암 치료법을 선별하는 과정을 크게 촉진하고 자동화하며 비용을 낮출 수 있습니다.”
연구원들은 그들의 결과를 과학의 발전.
