光ファイバーは治療と診断に役立つ

光パルスは古くから医療に利用されてきました。この治療法はオプトジェネティクスと呼ばれていますが、現在ではあまり利用されていません。光パルスで脳細胞に作用する方法には大きな可能性があり、科学者たちはこの分野に積極的に取り組んでおり、治療だけでなく診断への応用の可能性も研究しています。ハーバード大学とマサチューセッツ大学の研究者チームは、特別に開発された光ファイバーを用いて人体に直接治療と診断を行うことを提案しました。

アメリカの研究者たちは、伸縮性に優れ、人体の細胞と生物学的に適合する特殊な繊維を開発しました。この新素材はハイドロゲルで構成されており、専門家たちは将来、この繊維が病気の初期段階の治療に利用され、脳や体内に埋め込まれ、病気の初期症状を「強調」できるようになると予測しています。

この独自のファイバーの開発者自身も、このファイバーが伸縮性を持つことに着目しており、破裂の危険性なくインプラントとして使用できると述べています。ヘリウムファイバーの構造は、オプトジェネティクス（光パルスを用いて脳内の特定の細胞を刺激する）に非常に適しています。

科学者によると、ヘリウムファイバーは隣接する組織、特に脳に損傷を与える可能性がある。黄河趙教授は、脳はゼリーに例えられるが、そこに埋め込まれるヘリウムファイバーはガラスのようなもので、繊細な組織に損傷を与える可能性のある脆く危険な要素であると説明した。ヘリウムファイバーの柔軟性と柔らかさが脳組織に適合すれば、刺激はより効果的で持続的なものになるだろう。

科学者たちは、その研究成果を科学誌に発表しました。その研究の基盤となったのは、光を効率的に伝送するハイドロゲル光ファイバーを開発したユン・ソクヒョン（アンディ）氏の研究です。

しかし、このファイバーの構造は強固ではなく、伸ばそうとすると必ず破断してしまうという問題がありました。趙のチームは、優れた延性を持つハイドロゲル光ファイバーを提案し、両チームはこの方向で共同研究を進めることにしました。一方、雲のチームは、最大の光束を得るために、コアをシェル内に配置した形状のファイバーを提案しました。コアとシェルは屈折率の異なる材料で作られる必要がありました。いくつかの実験を経て、趙のハイドロゲルがコアに最適であることが判明しました。シェルには、形状を維持し、伸ばした後の破断を防ぐために、いくつかの特殊な添加剤が添加されました。

研究者らは、このユニークなハイドロゲル光ファイバーは将来、病気の初期兆候に反応するセンサーとして使用されるだろうと述べ、さらに、このようなヘリウムファイバーは長期診断に適しており、体内の腫瘍や炎症プロセスの進行を監視するのに役立つだろうとしている。

研究者らがまだ数多くの臨床試験を実施する必要があるため、この新しい繊維がいつ医療市場に登場するかを言うのは難しい。それには数年かかる可能性もある。

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