Phát triển thành công cảm biến xác định ung thư vú chỉ bằng 1 cú chạm

Đối với các loại bệnh ung thư, việc chẩn đoán chính xác trong thời gian nhanh nhất đóng vai trò quan trọng trong khâu chữa trị bệnh lý. Mới đây, các nhà khoa học thuộc đại học Tokyo đã phát triển một loại cảm biến mới cực kỳ nhạy bén giúp các bác sỹ có thể xác định được vị trí của các khối u đối với bệnh nhân ung thư vú chỉ bằng 1 cú chạm.

Với độ dày chỉ 8 micromet, loại cảm biến trong suốt này có thể phát hiện áp lực một cách chính xác tại 144 điểm cùng một lúc ngay cả khi uốn dẻo, vặn xoắn cực mạnh. Loại cảm biến này sẽ được áp dụng trong nhiều thiết bị điện tử linh hoạt, các thiết bị đeo và đặc biệt là trong y học khi mà các bác sỹ sẽ sở hữu một chiếc găng tay cảm ứng đặc biệt với khả năng phát hiện nhanh cái khối u chỉ đơn giản bằng các thao tác thăm khám bên ngoài cơ thể bệnh nhân.

Thực tế, loại cảm biết như vậy đã xuất hiện từ lâu nhưng khi uốn dẻo hoặc vặn xoắn thì chúng đều bị mất đi độ chính xác. Bên cạnh đó, độ dày của chúng cũng lên tới 100 micromet. Theo nhóm nghiên cứu, loại cảm biến mới có thể đo đạc chính xác áp lực ngay cả khi bị uốn cong thành vòng bán kính 80 micromet, tương đương với khoảng 2 lần chiều rộng của một sợi tóc người. Ngoài ra, loại cảm biến này có thể kết hợp với nhau thành chuỗi nhiều cảm biến để xác định áp lực trên những bề mặt có dạng cong.

Trưởng nhóm nghiên cứu, tiến sỹ Sungwon Lee, cho biết: "Loại cảm biến này có tiềm năng lớn áp dụng vào các thiết bị điện tử chẩn đoán bệnh thông qua bề mặt da. Chúng tôi nhận thấy rằng đã có nhiều nhóm nghiên cứu đang phát triển cảm biến áp lực dẻo đo áp lực nhưng phần lớn đều không phù hợp do chúng rất nhạy cảm với sự biến dạng. Và đây chính là động lực chính thúc đẩy chúng tôi tìm cách giải quyết".

Tiến sỹ Lee cũng bổ sung thêm rằng để tạo ra loại cảm biến đặc biệt này thì ông và các đồng nghiệp quyết định bổ sung các ống carbonnano và graphene vào trong cấu trúc polymer đàn hồi, tạo thành các sợi nano với đường kính từ 300 đến 700 nanomet. Những sợi nano này sẽ được sắp xếp đan xen với nhau để tạo thành một lớp màng rất mỏng và trong suốt. Ngoài ra, họ cũng đặt thêm một ma trận cảm biến với độ dày 2 micromet vào lớp màng này và kết quả cuối cùng là một cấu trúc cảm biến đo áp lực siêu mỏng.

Một thành viên khác của nhóm, giáo sư Takao Someya, chia sẻ: "Trong cấu trúc hệ thống cảm biến mới của chúng tôi, các sợi nano sẽ tự thay đổi kiên kết tương đối với nhau để phù hợp với tình trạng biến dạng chung của tổng thể, từ đó làm giảm áp lực mà mỗi sợi phải chịu. Do đó, hệ thống cảm biến hoàn toàn có thể hoạt động chính xác ngay cả khi bị uốn cực cong".

Bên cạnh đó, đội ngũ nghiên cứu đã thử nghiệm hiệu suất của loại cảm biến áp lực này với một mạch máu nhân tạo và xác nhận rằng nó có thể phát hiện được những thay đổi dù rất nhỏ của dòng máu trong mạch. Điều này càng khẳng định thêm khả năng xác định được khối u dưới da chỉ nhờ những cú chạm với thời gian nhanh nhất có thể.

Tham khảo ScienceAlert