Lichtgebaseerde technologieën spelen een steeds grotere rol in de ontwikkeling van nieuwe medische hulpmiddelen en digitale zorgtoepassingen. Dat blijkt uit een overzichtsartikel dat onlangs verscheen in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Materials. Het artikel is geschreven door een internationaal onderzoeksteam onder leiding van professor Sei Kwang Hahn van Pohang University of Science and Technology, samen met onderzoekers van de University of Oxford en Northwestern University.
De publicatie biedt een overzicht van recente ontwikkelingen in fotonische nanomaterialen en slimme medische apparaten. Volgens de onderzoekers kan licht, dankzij nauwkeurige controle over golflengte, intensiteit en frequentie, zeer precies worden ingezet om cellen en weefsels te beïnvloeden. Dat maakt het geschikt voor uiteenlopende medische toepassingen.
Van beeldvorming tot therapie
In de geneeskunde wordt licht al langer toegepast, bijvoorbeeld bij fluorescentiebeeldvorming, foto-akoestische beeldvorming en lichtgebaseerde therapieën zoals fotothermische en fotodynamische behandelingen. Ook technieken als fotobiomodulatie en optogenetica maken gebruik van gecontroleerde lichtstimulatie om biologische processen te beïnvloeden. Enkele mooie voorbeelden zijn de lichttherapie voor mensen met dementie waarover wij in 2023 al in ons magazine uitgebreid berichtten. Maar ook de blauw lichttherapie die al jaren ingezet, en steeds vaker ook thuis, wordt bij pasgeborenen met geelzucht.
De snelle ontwikkeling van mini-leds, flexibele elektronica en draadloze communicatietechnologieën zorgt er volgens de onderzoekers voor dat fotonische toepassingen steeds vaker worden geïntegreerd in draagbare en implanteerbare medische apparaten.
Slimme zorgtechnologie
Het speciale themanummer van Advanced Materials bundelt zeventien wetenschappelijke bijdragen die verschillende aspecten van fotonica in de gezondheidszorg behandelen. Daarbij staan vier thema’s centraal: nanomaterialen voor diagnose en therapie, draagbare fotonische apparaten, implanteerbare fotonische systemen en de integratie van deze technologieën met digitale zorg.
Volgens de auteurs laat deze combinatie zien hoe lichtgebaseerde technologie kan bijdragen aan nieuwe vormen van slimme gezondheidszorg, waarbij diagnostiek en behandeling steeds vaker samenkomen in één technologisch platform.
Technische en klinische uitdagingen
Voordat dergelijke technologie op grote schaal in de klinische praktijk kan worden toegepast, moeten echter nog verschillende uitdagingen worden opgelost. De onderzoekers noemen onder meer de lange-termijnstabiliteit van materialen, immunologische compatibiliteit, schaalbare productie en regulatoire goedkeuring.
Voor draagbare apparaten spelen daarnaast gebruiksgemak en gegevensbeveiliging een belangrijke rol. Bij implanteerbare systemen vormen draadloze energieoverdracht en reacties van het lichaam op implantaten belangrijke aandachtspunten.
Zorg dichter bij het dagelijks leven
Als deze uitdagingen worden overwonnen, kan fotonische technologie volgens de onderzoekers de manier waarop zorg wordt geleverd ingrijpend veranderen. Kleine draagbare sensoren zouden bijvoorbeeld vroegtijdige signalen van ziekte kunnen detecteren, terwijl lichtgebaseerde therapieën medicijnen of chirurgie kunnen aanvullen.
Professor Sei Kwang Hahn benadrukt dat de combinatie van fotonische nanomaterialen en digitale technologie nieuwe mogelijkheden creëert voor gepersonaliseerde zorg. “The convergence of photonic nanomaterials and digital devices is an important trend that blurs the boundary between diagnosis and treatment and advances in human-centered precision medicine.”
