پرفرکانس؛
شیوه تازه ای برای تصویربرداری و
درمان سرطان
نویسنده: امیر حکیمی
اشعه تی
پژوهشگران پزشکی اعتقاد دارند که اشعه تی می تواند درمان سرطان را دگرگون کند و تولید داروهای جدید را سرعت بخشد. امواج الکترومغناطیسی تراهرتز یا تکنولوژی «پرتو تی»- شامل پرتوهای الکترومغناطیسی ای می شود که بین مایکروویو و مادون قرمز قرار می گیرند. پرتوهای تی به خاطر فرکانس شان - که حدود یک تریلیارد سیکل در ثانیه یا یک «تراهرتز» است- به این نام خوانده شده اند.
دیدن از میان موانع
اکنون بلورهای نیمه هادی خاصی پیدا شده که می توان آنها را با استفاده از جرقه های بسیار کوتاه مدت نور لیزر به گسیل پرتوهای تی واداشت. پرتوهای ایکس با طول موج کوتاه تر و انرژی بسیار بیشتری دارند. در نتیجه می توانند به اشیای جامدی مانند استخوان و فولاد هم نفوذ کنند. اما چنین قدرتی تاوانی هم دارد و آن هم آسیب بالقوه آنها به سلول های زنده است. پرتوهای تی ممکن است نتوانند به اندازه پرتوهای ایکس نفوذ کنند ولی اثر مخرب زیادی نیز بر بافت ها ندارند.
این امر از لحاظ کاربردهای پزشکی یک مزیت محسوب می شود. اولین تلاش ها برای استفاده از پرتوهای تی برای بررسی بافت ها تقریباً یک دهه پیش انجام شد. پس از آن یک دهه طول کشید تا دستگاه های لیزر با اندازه مناسبی ساخته شدند که می توانستند پالس های بسیار کوتاه مورد نیاز برای ایجاد پرتوهای تی را به وجود آورند.در سال 1995 فیزیکدانان "بین بین هو" و "مارتین ناس" در نیوجرسی امریکا از پرتوهای تی برای ریزتراشه ها (میکروچیپ ها) استفاده می کردند- که ایده جدیدی به فکرشان رسید و پرتوها را به یک قطعه گوشت تاباندند.
آنها کشف کردند که پرتوهای تی می توانند ترکیب بافت را مانند نسخه ای کم انرژی از تصاویر اشعه ایکس آشکار کنند. اما در حالی که کیفیت تصاویر آشنای اشعه ایکس به تراکم الکترون ها در مواد مورد تصویربرداری بستگی دارد، برای پرتوهای تی عامل اصلی وجود آب در ماده آزمودنی است، چرا که مولکول های آب پرتوهای تی را به آسانی جذب می کنند.اکنون این خصوصیت پرتوهای تی در کانون یکی از مهیج ترین کاربردهای آن قرار گرفته است- درمان سرطان.
راهی جدید برای درمان سرطان
یکی از بزرگترین چالش ها در پزشکی سرطان هدف قرار دادن سلول های بدخیم و در عین حال به حال خود گذاشتن سلول های سالم است. این امر دانشمندان را واداشته است که به دنبال خصوصیاتی در سلول های سرطانی باشند که آنها را از سلول های «طبیعی» متمایز می کند.یکی از این خصوصیات این است که سلول های سرطانی نسبت به سلول های سالم محتوای آب بیشتری دارند. اکنون دانشمندان فکر می کنند که می توانند از این خصوصیت برای درمان سلول های سرطانی با پرتوهای تی استفاده کنند.پروفسور پیتر وایتمن از دانشگاه لیورپول توضیح می دهد؛ «پرتوهای تراهرتزی به وسیله آب جذب می شوند، و سلول های سرطانی آب را در خود جمع می کنند، بنابراین پرتوهای تی در این سلول ها جذب می شوند و آنها را می کشند.» پروفسور وایتمن یکی از اعضای گروهی است که آزمایش هایی را در آزمایشگاه دارسبری نزدیک وارینگتون در چشایر اسکاتلند با استفاده از یک مولد پرتوهای تی انجام می دهند.این مولد پرتوهای تی پس از تکمیل تا پایان سال جاری قوی ترین مولد پرتوهای تی در اروپا و اولین مولدی است که بر کاربردهای پزشکی متمرکز خواهد بود.وایتمن می گوید مساله اصلی در ابتدا آزمودن بی خطربودن تکنولوژی تراهرتز است. «اولویت نخست این است که حدود ایمن قرارگرفتن انسان به پرتوهای تراهرتزی و عواقب قرار گرفتن مکرر به مقادیر کم این پرتوها معلوم شود.»او می گوید؛ «در مرحله بعد قصد داریم این امکان را مورد بررسی قرار دهیم که آیا تابش پرتوهای تراهرتزی پرقدرت ممکن است به عنوان درمانی برای سرطان پوست به کار رود.» ا
َشکال متعارف تر درمان سرطان نیز ممکن است از پرتوهای تی سود ببرند. یک از مشکلات اصلی در جراحی سرطان اطمینان از این امر است که همه سلول های سرطانی از بدن بیمار خارج شده اند در نتیجه سرطان در مدت کوتاهی عود نمی کند. تصویربرداری با پرتوهای تی می تواند به جراحان نشان دهد که بافت سالم در کجا تمام می شود و بافت سرطانی شروع می شود، و به این ترتیب بر بخت خارج کردن همه بافت سرطانی افزوده می شود. سال گذشته پژوهشگران در یک شرکت تکنولوژی تراهرتز واقع در کمبریج نتایج یک بررسی را منتشر کردند که نشان می داد پرتوهای تی در مشخص کردن سلول های سرطانی در نمونه های بافتی برداشته شده از مبتلایان به سرطان کارایی خوبی دارند. اشعه تی می تواند نشان دهد یک دارو تا چه حد در بدن انسان تاثیرگذار است.
دگرگونی تولید داروهای جدید
اسکن کننده های اشعه تی تنها شیوه ای نیست که تکنولوژی تراهرتزی می تواند علوم پزشکی را دگرگون کند.با قرار دادن داروهای جدید در معرض پرتوهای تی شرکت های داروسازی می توانند خصوصیات شیمیایی ظریفی را مشخص کنند که می تواند به طور ریشه ای بر رفتار آنها در بدن انسان تاثیر بگذارد.پالس های پرتوهای تی برای ایجاد ارتعاش در مولکول های تشکیل دهنده دارو به کار می روند و تحلیل کامپیوتری این ارتعاشات نشان می دهد که تاثیرات پیوندهای شیمیایی را مشخص کنند که در غیر این صورت ناشناخته می ماند.این امر به نوبه خود می تواند بر قدرت دارو هنگام مصرف آن به وسیله بیمار تاثیر بگذارد.دانشمندان از پرتوهای تی برای بررسی دو داروی ظاهراً مشابه درمان کننده زخم معده استفاده کرده اند. تجزیه و تحلیل به وسیله پرتوهای تی نشان دهنده تفاوت ساختار مولکولی آنها بود که به میزان های متفاوت اثربخشی در بیماران می انجامد.
تکنولوژی پرتوهای تی به شرکت های دارویی اجازه خواهد داد داروهای کمتر موثر را در همان مراحل مقدماتی کنار بگذارند. این تکنولوژی همچنین به حفظ کنترل کیفیت در فرآیند تولید کمک می کند.
