Röntgenexperiment för mer exakta cancerundersökningar
Tidig upptäckt av spridning av rektalcancer är avgörande för en framgångsrik behandling av patienten. I ett Vinnova-finansierat projekt använde NanoEcho och RISE röntgenfotonskorrelationsspektroskopi (XPCS) för att studera magnetiska nanopartiklar. Resultaten har gett NanoEcho värdefulla insikter som kan leda till mer tillförlitliga diagnostiska resultat.
NanoEcho är ett medicintekniskt företag baserat i Lund som utvecklar en ny diagnostisk metod för att avgöra om rektalcancer i ett tidigt skede har spridit sig till närliggande lymfkörtlar. Metoden baseras på magnetomotorisk ultraljud, där magnetiska nanopartiklar (MNP) spelar en nyckelroll. För att optimera tekniken behövde företaget en bättre förståelse för hur dessa partiklar rör sig och reagerar på varierande magnetfält – särskilt när de är inbäddade i vävnadsliknande material. Traditionella laboratoriemetoder som använder synligt ljus kan inte tränga igenom tjocka, opaka material, vilket gör att en mer avancerad lösning behövs.
Lösningen – röntgenpartikelanalys vid en synkrotronanläggning
Tillsammans med RISE använde NanoEcho XPCS – en teknik som använder högkoherent röntgenstrålning från en synkrotron för att mäta partikelrörelser i realtid. Genom att analysera små förändringar i de så kallade specklemönster som bildas när röntgenstrålarna sprids i materialet kan forskarna upptäcka även mycket långsamma eller subtila rörelser. Till skillnad från synligt ljus kan röntgenstrålar tränga djupt in i ogenomskinliga material, vilket gör XPCS idealisk för att studera nanopartiklar i vävnadsliknande miljöer. Experimentet genomfördes vid ESRF-EBS i Frankrike, en av världens mest avancerade synkrotronanläggningar där tekniken utvecklades. Uppställningen anpassades för att rymma NanoEchos specialanpassade sond, som styr magnetfältet över nanopartiklarna, samt 3D-printade provhållare som specialdesignats för projektet.
Finjustering av tekniken
Genom att analysera hur nanopartiklarna rörde sig under olika magnetfält kunde forskarna få indikationer på vilka MNP och experimentella förhållanden som skulle ge det tydligaste svaret. Förutom att bekräfta partiklarnas förväntade periodiska rörelse gav resultaten nya insikter om hur både magnetfältets intensitet och frekvens påverkar signalen. Denna typ av komplex dynamik har ännu inte modellerats och förståtts på en grundläggande nivå, vilket utgör en ny utmaning för akademiska forskare och tekniker vid synkrotronanläggningar. För NanoEcho innebär detta ett underlag för fortsatt metodik- och modellutveckling som i nästa steg kan möjliggöra finjusteringar av tekniken. Något som på sikt kan bidra till bättre kontrast och mer tillförlitliga resultat vid cancerdiagnostik.