皮下でサイズ変化する腫瘍を計測する新しいウェアラブルデバイスを開発(New Wearable Device Measures Tumors Changing Size Below Skin)

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2022-09-16 ジョージア工科大学

ジョージア工科大学とスタンフォード大学のエンジニアは、伸縮性/柔軟性のあるセンサーを皮膚に貼り付けて、下にある腫瘍の大きさの変化を測定できる小型の自律型デバイスを作成しました。この非侵襲的なバッテリー駆動の装置は、100分の1ミリメートル(10マイクロメートル)の感度を持ち、ボタンを押すだけでリアルタイムに結果をスマートフォンのアプリにワイヤレスで送信することができる。
研究者らは、この装置を「Flexible Autonomous Sensor measuring Tumors(腫瘍を測定する柔軟な自律センサー)」と名付け、全く新しい、高速で安価な、ハンズフリーで正確な抗がん剤の効果を検証する方法であるとしている。
FASTのセンサーは、金の回路を埋め込んだ柔軟で伸縮性のある皮膚のようなポリマーで構成されている。小型の電子バックパックに接続されているこの装置は、膜の伸び縮みを測定し、そのデータをスマートフォンに送信する。
FASTのセンサーは、皮膚のようなポリマーの上にコーティングされた金の層があり、これを伸ばすと小さな亀裂が入り、材料の電気伝導度が変化する。素材を伸ばすと亀裂の数が増え、センサー内の電子抵抗も増加する。材料が収縮すると、亀裂が再び接触し、導電性が改善される。

<関連情報>

腫瘍退縮のリアルタイムモニタリングのためのフレキシブル電子歪みセンサー A flexible electronic strain sensor for the real-time monitoring of tumor regression

Alex Abramson,Carmel T. Chan,Yasser Khan,Alana Mermin-Bunnell,Naoji Matsuhisa,Robyn Fong,Rohan Shad,William Hiesinger,Parag Mallick,Sanjiv Sam Gambhir,Zhenan Bao
Science  Published:16 Sep 2022
DOI: 10.1126/sciadv.abn6550

Abstract

Assessing the efficacy of cancer therapeutics in mouse models is a critical step in treatment development. However, low-resolution measurement tools and small sample sizes make determining drug efficacy in vivo a difficult and time-intensive task. Here, we present a commercially scalable wearable electronic strain sensor that automates the in vivo testing of cancer therapeutics by continuously monitoring the micrometer-scale progression or regression of subcutaneously implanted tumors at the minute time scale. In two in vivo cancer mouse models, our sensor discerned differences in tumor volume dynamics between drug- and vehicle-treated tumors within 5 hours following therapy initiation. These short-term regression measurements were validated through histology, and caliper and bioluminescence measurements taken over weeklong treatment periods demonstrated the correlation with longer-term treatment response. We anticipate that real-time tumor regression datasets could help expedite and automate the process of screening cancer therapies in vivo.

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