Tyto stránky provozuje firma nebo firmy vlastněné společností Informa PLC a všechna autorská práva náleží jim.Sídlo společnosti Informa PLC je 5 Howick Place, Londýn SW1P 1WG.Registrováno v Anglii a Walesu.Číslo 8860726.
Výzkumný tým Cal Tech vedený Wei Gao, profesorem biomedicínského inženýrství, vyvinul nositelný senzor, který monitoruje hladiny metabolitů a živin v krvi člověka analýzou jeho potu.Předchozí senzory potu se většinou zaměřovaly na sloučeniny, které se objevují ve vysokých koncentracích, jako jsou elektrolyty, glukóza a laktát.Tento nový je citlivější a detekuje sloučeniny potu v mnohem nižších koncentracích.Je také jednodušší na výrobu a lze jej vyrábět ve velkém.
Cílem týmu je senzor, který umožňuje lékařům nepřetržitě sledovat stav pacientů s nemocemi, jako jsou kardiovaskulární onemocnění, cukrovka a onemocnění ledvin, z nichž všechny dávají abnormální hladiny živin nebo metabolitů do krevního řečiště.Pacienti by na tom byli lépe, kdyby jejich lékař věděl více o jejich osobním stavu a tato metoda se vyhnula testům, které vyžadují jehly a odběr krve.
"Takové nositelné senzory potu by mohly rychle, nepřetržitě a neinvazivně zachytit změny zdraví na molekulární úrovni," říká Gao.„Mohli by umožnit personalizované sledování, včasnou diagnostiku a včasný zásah.“
Senzor se spoléhá na mikrofluidiku, která manipuluje s malým množstvím kapalin, obvykle kanálky o šířce menší než čtvrt milimetru.Mikrofluidika jsou ideální pro aplikaci, protože minimalizují vliv odpařování potu a kontaminace pokožky na přesnost snímače.Jak čerstvě dodaný pot protéká mikrokanály senzoru, přesně měří složení potu a zachycuje změny koncentrací v průběhu času.
Až dosud, Gao a jeho kolegové říkají, že nositelné senzory na bázi mikrofluidů byly většinou vyráběny litograficky-odpařovacím přístupem, který vyžaduje komplikované a nákladné výrobní procesy.Jeho tým se rozhodl vyrobit své biosenzory z grafenu, listovité formy uhlíku.Senzory na bázi grafenu i mikrofluidické kanály jsou vytvořeny gravírováním plastových fólií laserem na oxid uhličitý, což je zařízení tak běžné, že je dostupné pro domácí fandy.
Výzkumný tým navrhl svůj senzor, aby kromě hladin kyseliny močové a tyrosinu také měřil dechovou a srdeční frekvenci.Tyrosin byl vybrán, protože může být indikátorem metabolických poruch, onemocnění jater, poruch příjmu potravy a neuropsychiatrických stavů.Kyselina močová byla vybrána, protože při zvýšených hladinách je spojena s dnou, bolestivým onemocněním kloubů, které je celosvětově na vzestupu.Dna se objevuje, když vysoké hladiny kyseliny močové v těle začnou krystalizovat v kloubech, zejména v kloubech nohou, což způsobuje podráždění a zánět.
Aby vědci viděli, jak dobře senzory fungovaly, testovali je na zdravých jedincích a pacientech.Ke kontrole hladin tyrosinu v potu, které jsou ovlivněny fyzickou zdatností člověka, použili dvě skupiny lidí: trénované sportovce a jedince s průměrnou zdatností.Jak se očekávalo, senzory ukázaly nižší hladiny tyrosinu v potu sportovců.Pro kontrolu hladiny kyseliny močové vědci sledovali pot skupiny zdravých jedinců, kteří byli nalačno, a také poté, co subjekty snědly jídlo bohaté na puriny – sloučeniny v potravě, které se metabolizují na kyselinu močovou.Senzor ukázal, že hladina kyseliny močové po jídle stoupá.Gaoův tým provedl podobný test u pacientů s dnou.Senzor ukázal, že jejich hladiny kyseliny močové byly mnohem vyšší než u zdravých lidí.
Pro kontrolu přesnosti senzorů vědci odebírali a kontrolovali vzorky krve od pacientů s dnou a zdravých subjektů.Měření hladin kyseliny močové pomocí senzorů silně koreluje s hladinami kyseliny močové v krvi.
Gao říká, že vysoká citlivost senzorů spolu se snadností, s jakou mohou být vyrobeny, znamená, že by mohly být nakonec použity pacienty doma k monitorování stavů, jako je dna, cukrovka a kardiovaskulární onemocnění.Přesné informace o svém zdravotním stavu v reálném čase mohou pacientům dokonce umožnit upravit si hladinu léků a dietu podle potřeby.
Čas odeslání: 12. prosince 2019