foto: Universitățea Warwick

Cercetătorii de la Universitatea Warwick au dezvoltat un senzor magnetic portabil pe bază de diamant, gândit să detecteze lichide magnetice (ferofluide) injectate în organism. Această tehnologie promite o alternativă netoxică, fără radiații și ultra-sensibilă față de metodele tradiționale—cu potențial deosebit în intervenții chirurgicale minim invazive pentru multiple tipuri de cancer.

Tehnologie și funcționare

Dispozitivul se bazează pe proprietăți unice ale diamantului: centrele NV (vacante de azot), microdefecte cu sensibilitate excepțională la variații ale câmpului magnetic. Senzorul este suficient de compact— doar 10 mm în diametru—“primul dispozitiv de acest fel suficient de mic pentru utilizare endoscopică și în chirurgie key-hole” .

Design-ul include un mic magnet permanent și un diamant minuscul (0,5 mm³), eliminând necesitatea componentelor electronice voluminoase și oferind un instrument portabil și practic pentru sala de operații.

Avantajele față de metodele clasice

Tehnicile standard folosesc fie trasori radioactivi, care necesită securitate sporită și nu sunt disponibile peste tot, fie coloranți (blue dye) care pot declanșa reacții alergice la aproximativ 1% dintre pacienți .

În contrast, senzorul bazat pe diamant este non-toxic, non-radioactiv și ultra-sensibil—poate detecta doar o sută parte din doza clinică standard de ferofluid, oferind astfel o precizie mult îmbunătățită.

Aplicații medicale și perspective

Senzorul este special conceput pentru a detecta ganglionii limfatici santinelă, acolo unde se pot acumula celulele canceroase metastazate împreună cu lichidul traseu magnetic. Această capabilitate oferă chirurgilor o ghidare în timp real asupra ganglionilor de îndepărtat, reducând astfel riscul de răspândire a cancerului, în special în cazul cancerului de sân .

Deși testarea se concentrează inițial pe cancerul de sân, cadrul tehnologic este aplicabil și în alte tipuri de cancer—pulmonar, hepatic, colorectal sau esofagian  .

Chirurgul dr. Stuart Robertson, specialist în cancerul de sân, care colaborează cu echipa, susține avantajele tehnologice clare în comparație cu metodele convenționale .

Perspective viitoare

Profesorul Gavin Morley, coordonatorul echipei, sugerează că senzori bazati pe diamant ar putea fi utili și dincolo de medicină—în tehnologie spațială sau fuzionare nucleară, datorită capacității de a detecta câmpuri magnetice extrem de fine cu un instrument robust și compact University of Warwick 

Încheiere

Inovația Universității Warwick reprezintă un pas semnificativ spre chirurgia oncologică mai precisă, mai sigură și mai simplă. Senzorul de diamant oferă o alternativă promițătoare la metodele tradiționale, cu îmbunătățiri majore în materie de siguranță și sensibilitate. Cu aplicații posibile în numeroase tipuri de cancer, această tehnologie quantum-enabled ar putea transforma chirurgia minim invazivă într-un standard medical global.

Studiul este publicat în revista Physical Review Applied, sub titlul Endoscopic diamond magnetometer for cancer surgery, DOI: 10.1103/znt3-988w .