IBM 5 in 5: Lab Medis On-Chip Mendeteksi Penyakit pada Skala Nano

Deteksi dini secara dramatis meningkatkan hasil. Misalnya, kanker payudara dan prostat yang didiagnosis pada tahap I mencapai kelangsungan hidup lima tahun hampir 100 %, sedangkan tahap IV menurun menjadi 26 % dan 28 %, masing-masing.

Meskipun demikian, banyak pasien mencari perawatan hanya setelah gejala muncul, saat penyakit sudah berkembang. Metode skrining saat ini—seperti mammografi—seringkali tidak nyaman, tidak praktis, dan dapat kurang akurat.

Grup Nanobiotechnology IBM mempionirkan kelas baru alat diagnostik: perangkat lab-on-chip mikro- dan nano-teknologis yang bertindak sebagai “detektif kesehatan,” menyelidiki cairan tubuh untuk biomarker nanoskopik sebelum gejala muncul. Dalam lima tahun ke depan, kami mengantisipasi perangkat ini, yang didukung oleh kecerdasan buatan, akan memungkinkan skrining rutin di rumah untuk kondisi seperti kanker, penyakit menular, dan gangguan neurodegeneratif.

Mengapa Ini Penting

Pengobatan kanker tahap akhir dapat mencapai $10.000–$30.000 per bulan. Deteksi dini tidak hanya menyelamatkan nyawa tetapi juga mengurangi risiko keuangan, dengan potensi penghematan ribuan dolar per pasien. Membuat skrining dini sependerita tes kehamilan rumah dapat mengubah ekonomi perawatan kanker dan mengurangi beban emosinya.

Bagaimana Cara Kerjanya

Teknologi inti adalah perpindahan lateral deterministik skala nano (nanoDLD), chip silikon dengan array tiang asimetrik. Desain ini memisahkan partikel berdasarkan ukuran: entitas besar—seperti eksosom yang membawa sinyal penyakit—dialirkan bersama asimetri tiang, sementara partikel kecil bergerak dalam jalur zig-zag. Prosesnya mirip dengan aliran lalu lintas di tol: partikel “truk” besar bergeser jalur, sedangkan partikel “mobil” kecil bergerak lurus.

Partikel yang ditangkap kemudian dianalisis, dan sinyal yang dihasilkan digabungkan dengan data dari perangkat IoT—pemantau tidur, jam tangan pintar, dll.—untuk menghasilkan gambaran kesehatan komprehensif melalui sistem kognitif.

Penelitian Pendukung

Publikasi kunci: Wunsch, B. H., et al. “Nanoscale lateral displacement arrays for the separation of exosomes and colloids down to 20 nm.” Nature Nanotechnology.

Patent: US 9,012,329 – “Nanogap in-between noble metals.”

Untuk informasi lebih lanjut tentang proyeksi teknologi masa depan IBM, baca prediksi lengkap IBM 5 in 5.