Prostatacancer är idag den vanligaste cancerformen hos västerländska män. I takt med att sjukdomen blir vanligare ökar också behovet av nya undersökningsmetoder för pålitliga mätvärden.
Vid Umeå universitet pågår ett projekt med piezoelektriska material som kan komma att öka både säkerheten och effektiviteten vid cancerdiagnosering.
Målet med projektet Utveckling av piezoelektrisk sensor för diagnos och karakteristik av cellförändringar i mjuka vävnader, är att utveckla och öka kunskaperna kring piezoelektriska material.
Britt Andersson, universitetslektor vid institutionen för tillämpad fysik och elektronik, är drivande i projektet och förklarar piezomaterialens unika egenskaper.
”Ett piezoelektriskt material kan omvandla mekanisk energi till elektrisk energi och tvärtom, vilket gör att det kan användas inom alla möjliga tillämpningar.”
I dagsläget används piezoelektriska material bland annat i ultraljudsinstrument, sensorer och mikrofoner. Vad Andersson och hennes kollegor vill göra är att även kunna nyttja piezoelektriska material i utvecklingen av så kallade känselsensorer, avsedda att användas just vid undersökning av mjuk vävnad.
"Vårt arbete handlar om att undersöka de piezoelektriska materialen, deras uppbyggnad och egenskaper” förklarar hon, ”vi arbetar bland annat med simuleringar och tittar på svängningar och svängningsegenskaper.”
Ett piezoelektriskt material sätts i svängning med hjälp av växelspänning och för Anderssons projektgrupp gäller det att hitta den frekvens som ger störst vibrationer. Sedan mäter de hur frekvensen ändras när materialet sätts i kontakt mot en annan yta, exempelvis biologisk vävnad. På så sätt skulle man till exempel kunna upptäcka en tumör då de ofta är hårdare än vanlig vävnad.
Problemet är bland annat att variabler som temperatur, ålder och elektromagnetiska fält kan påverka egenskaperna hos de piezoelektriska materialen och det är av största vikt att sensorerna är stabila och ger pålitliga värden.
PZT (bly-zirkonat-titanat) ett keramiskt material uppbyggt av små, tätt i hopsittande korn, är idag det vanligast använda piezoelektriska materialet. Det är också det material som projektet främst arbetar med.
”Det är många parametrar som måste tas hänsyn till” säger Andersson, ”och alla kan spela en viktig roll. Form, kornstruktur, temperatur och hur materialet åldras är bara några exempel.”
Inom projektet undersöks även möjligheterna att framställa egna piezoelektriska material, för att bättre kunna kontrollera de olika parametrarna.
Sensortekniken man arbetar på reagerar alltså på skillnader i hårdhet hos biologisk vävnad och skulle kunna uttrycka dessa i form av ett värde på en förutbestämd skala. Ett sådant siffervärde skulle leda både till ökad effektivitet och säkerhet i cancerdiagnostiseringens första skede.
Men metoden kan även användas i ett senare led i behandling av cancer. Operationer vid exempelvis prostatacancer är vanskliga då närliggande nerver lätt skadas, vilket kan leda till svåra komplikationer för patienten. Man vill därför inte ta bort mer av prostata än vad som är tvunget. Samtidigt är det naturligtvis nödvändigt att all cancerös vävnad avlägsnas. I dagsläget tas prover på den bortopererade vävnaden för att säkerställa att de yttersta delarna är fria från cancer. Men provsvaren tar ett par dagar och man tvingas därför omoperera i de fall de visar sig vara positiva. Här finns sensorteknikens kanske största användningsområde, då man med den nya mätmetoden skulle kunna undersöka den bortopererade vävnaden på plats med omedelbara provresultat.
CMTF, c/o Tillämpad fysik och elektronik
Umeå universitet, 901 87 Umeå
Tel: +46 (0)90-786 96 38.
E-post: Britt Andersson.
