Նոր կրելի սենսորը հայտնաբերում է հոդատապը և այլ բժշկական պայմանները

Այս կայքը շահագործվում է Informa PLC-ին պատկանող բիզնեսի կամ ձեռնարկությունների կողմից, և բոլոր հեղինակային իրավունքները պատկանում են նրանց:Informa PLC-ի գրանցված գրասենյակն է 5 Howick Place, London SW1P 1WG:Գրանցված է Անգլիայում և Ուելսում։Համար 8860726։

Cal Tech-ի հետազոտողների թիմը՝ կենսաբժշկական ճարտարագիտության պրոֆեսոր Վեյ Գաոյի գլխավորությամբ, մշակել է կրելի սենսոր, որը վերահսկում է մետաբոլիտների և սննդանյութերի մակարդակը մարդու արյան մեջ՝ վերլուծելով նրա քրտինքը:Նախկին քրտինքի տվիչները հիմնականում ուղղված էին միացություններին, որոնք հայտնվում են բարձր կոնցենտրացիաներում, ինչպիսիք են էլեկտրոլիտները, գլյուկոզը և լակտատը:Այս նորը ավելի զգայուն է և հայտնաբերում է քրտինքի միացությունները շատ ավելի ցածր կոնցենտրացիաներում:Այն նաև ավելի հեշտ է արտադրել և կարող է զանգվածաբար արտադրվել:

Թիմի նպատակը սենսորն է, որը բժիշկներին թույլ է տալիս շարունակաբար վերահսկել այնպիսի հիվանդություններ ունեցող հիվանդների վիճակը, ինչպիսիք են սրտանոթային հիվանդությունները, շաքարախտը և երիկամների հիվանդությունները, որոնք բոլորն էլ արյան մեջ սննդանյութերի կամ մետաբոլիտների աննորմալ մակարդակ են դնում:Հիվանդները ավելի լավ կլինեին, եթե նրանց բժիշկը ավելի շատ իմանա նրանց անձնական պայմանների մասին, և այս մեթոդը խուսափի ասեղներ և արյան նմուշառում պահանջող թեստերից:

«Քրտինքի նման կրելի սենսորները կարող են արագ, շարունակաբար և ոչ ինվազիվ կերպով ֆիքսել առողջության փոփոխությունները մոլեկուլային մակարդակներում», - ասում է Գաոն:«Նրանք կարող են հնարավոր դարձնել անհատական ​​մոնիտորինգ, վաղ ախտորոշում և ժամանակին միջամտություն»:

Սենսորը հենվում է միկրոհեղուկների վրա, որոնք մանիպուլյացիա են անում փոքր քանակությամբ հեղուկներով, սովորաբար քառորդ միլիմետրից պակաս լայնությամբ ալիքներով:Microfluidics-ը իդեալական է կիրառման համար, քանի որ դրանք նվազագույնի են հասցնում քրտինքի գոլորշիացման և մաշկի աղտոտման ազդեցությունը սենսորների ճշգրտության վրա:Քանի որ թարմ մատակարարված քրտինքը հոսում է սենսորի միկրոալիքներով, այն ճշգրիտ չափում է քրտինքի բաղադրությունը և ժամանակի ընթացքում ֆիքսում կոնցենտրացիաների փոփոխությունները:

Մինչ այժմ, Գաոն և նրա գործընկերները ասում են, որ միկրոհեղուկի վրա հիմնված կրելի սենսորները հիմնականում արտադրվում էին լիտոգրաֆիա-գոլորշիացման մոտեցմամբ, որը պահանջում է բարդ և թանկարժեք արտադրական գործընթացներ:Նրա թիմը որոշել է իր կենսասենսորները պատրաստել գրաֆենից՝ ածխածնի թիթեղանման ձևից:Ե՛վ գրաֆենի վրա հիմնված սենսորները, և՛ միկրոհեղուկային ալիքները ստեղծվում են պլաստիկ թերթիկները ածխածնի երկօքսիդի լազերով փորագրելու միջոցով, մի սարք, որն այնքան տարածված է, որ հասանելի է տնային հոբբիներին:

Հետազոտական ​​թիմը նախագծել է իր սենսորը, որը կարող է նաև չափել շնչառության և սրտի զարկերի հաճախականությունը՝ ի լրումն միզաթթվի և թիրոզինի մակարդակների:Ընտրվել է թիրոզինը, քանի որ այն կարող է լինել նյութափոխանակության խանգարումների, լյարդի հիվանդության, ուտելու խանգարումների և նյարդահոգեբուժական վիճակների ցուցիչ:Ընտրվել է միզաթթու, քանի որ բարձր մակարդակներում այն ​​կապված է հոդատապի հետ՝ հոդերի ցավոտ վիճակ, որը աճում է ամբողջ աշխարհում:Պոդագրա առաջանում է, երբ օրգանիզմում միզաթթվի բարձր մակարդակը սկսում է բյուրեղանալ հոդերում, մասնավորապես՝ ոտքերի հոդերում՝ առաջացնելով գրգռում և բորբոքում:

Տեսնելու համար, թե որքան լավ են աշխատում սենսորները, հետազոտողները այն փորձարկել են առողջ անհատների և հիվանդների վրա:Քրտնում թիրոզինի մակարդակը ստուգելու համար, որի վրա ազդում է մարդու ֆիզիկական պատրաստվածությունը, նրանք օգտագործել են մարդկանց երկու խումբ՝ մարզված մարզիկներ և միջին մարզավիճակ ունեցող անհատներ:Ինչպես և սպասվում էր, սենսորները ցույց տվեցին թիրոզինի ավելի ցածր մակարդակ մարզիկների քրտինքի մեջ:Միզաթթվի մակարդակը ստուգելու համար գիտնականները մշտադիտարկել են մի խումբ առողջ մարդկանց քրտինքը, որոնք ծոմ էին պահում, ինչպես նաև այն բանից հետո, երբ մասնակիցները կերան պուրիններով հարուստ կերակուրներ՝ սննդի մեջ պարունակվող միացություններ, որոնք փոխակերպվում են միզաթթվի:Սենսորը ցույց է տվել, որ ուտելուց հետո միզաթթվի մակարդակը բարձրանում է:Գաոյի թիմը նմանատիպ թեստ է անցկացրել հոդատապով հիվանդների մոտ:Սենսորը ցույց տվեց, որ նրանց միզաթթվի մակարդակը շատ ավելի բարձր է, քան առողջ մարդկանց:

Սենսորների ճշգրտությունը ստուգելու համար հետազոտողները արյան նմուշներ են վերցրել և ստուգել հոդատապով հիվանդներից և առողջ առարկաներից:Միզաթթվի մակարդակի սենսորների չափումները խիստ փոխկապակցված են նրանց արյան մեջ դրա մակարդակի հետ:

Գաոն ասում է, որ սենսորների բարձր զգայունությունը, ինչպես նաև դրանց պատրաստման հեշտությունը նշանակում է, որ դրանք ի վերջո կարող են օգտագործվել տանը հիվանդների կողմից՝ վերահսկելու այնպիսի պայմաններ, ինչպիսիք են հոդատապը, շաքարախտը և սրտանոթային հիվանդությունները:Իրենց առողջության մասին իրական ժամանակում ճշգրիտ տեղեկատվություն ունենալը կարող է նույնիսկ թույլ տալ հիվանդներին հարմարեցնել իրենց դեղորայքի մակարդակը և սննդակարգը ըստ պահանջի: