Niniejsza witryna jest obsługiwana przez firmę lub firmy będące własnością Informa PLC i przysługują im wszelkie prawa autorskie.Siedziba Informa PLC mieści się pod adresem 5 Howick Place, London SW1P 1WG.Zarejestrowany w Anglii i Walii.Numer 8860726.
Zespół badaczy z Cal Tech pod kierownictwem Wei Gao, profesora inżynierii biomedycznej, opracował czujnik do noszenia, który monitoruje poziom metabolitów i składników odżywczych we krwi człowieka na podstawie analizy jego potu.Poprzednie czujniki potu celowały głównie w związki występujące w wysokich stężeniach, takie jak elektrolity, glukoza i mleczany.Ten nowy jest bardziej czuły i wykrywa związki potu w znacznie niższych stężeniach.Jest także łatwiejszy w produkcji i może być produkowany masowo.
Celem zespołu jest czujnik, który umożliwi lekarzom ciągłe monitorowanie stanu pacjentów cierpiących na choroby takie jak choroby układu krążenia, cukrzyca i choroby nerek, które powodują nieprawidłowy poziom składników odżywczych lub metabolitów we krwi.Pacjenci byliby w lepszej sytuacji, gdyby ich lekarz wiedział więcej o ich stanie zdrowia, a metoda ta pozwala uniknąć badań wymagających igieł i pobierania krwi.
„Takie przenośne czujniki potu mogłyby szybko, w sposób ciągły i nieinwazyjny rejestrować zmiany w stanie zdrowia na poziomie molekularnym” – mówi Gao.„Mogłyby umożliwić spersonalizowane monitorowanie, wczesną diagnozę i szybką interwencję”.
Czujnik wykorzystuje mikroprzepływy, które manipulują niewielkimi ilościami cieczy, zwykle poprzez kanały o szerokości mniejszej niż ćwierć milimetra.Mikroprzepływy doskonale nadają się do danego zastosowania, ponieważ minimalizują wpływ parowania potu i zanieczyszczenia skóry na dokładność czujnika.Gdy świeżo dostarczony pot przepływa przez mikrokanały czujnika, czujnik dokładnie mierzy skład potu i rejestruje zmiany jego stężenia w czasie.
Do tej pory Gao i jego współpracownicy twierdzą, że czujniki do noszenia oparte na mikroprzepływach były produkowane głównie przy użyciu litografii i odparowania, co wymaga skomplikowanych i kosztownych procesów produkcyjnych.Jego zespół zdecydował się na wykonanie biosensorów z grafenu, przypominającej arkusz formy węgla.Zarówno czujniki grafenowe, jak i kanały mikroprzepływowe powstają poprzez grawerowanie plastikowych arkuszy za pomocą lasera na dwutlenek węgla – urządzenia tak powszechnego, że jest dostępne dla domowych hobbystów.
Zespół badawczy zaprojektował czujnik tak, aby oprócz pomiaru poziomu kwasu moczowego i tyrozyny mierzył także częstość oddechów i tętno.Wybrano tyrozynę, ponieważ może być wskaźnikiem zaburzeń metabolicznych, chorób wątroby, zaburzeń odżywiania i schorzeń neuropsychiatrycznych.Wybrano kwas moczowy, ponieważ jego podwyższony poziom wiąże się z dną moczanową – bolesną chorobą stawów, której zachorowalność wzrasta na całym świecie.Dna moczanowa występuje, gdy wysoki poziom kwasu moczowego w organizmie zaczyna krystalizować w stawach, szczególnie w stopach, powodując podrażnienie i stan zapalny.
Aby sprawdzić skuteczność czujników, naukowcy przetestowali je na zdrowych osobach i pacjentach.Do sprawdzenia poziomu tyrozyny w pocie, na który wpływa sprawność fizyczna człowieka, wykorzystano dwie grupy osób: wytrenowanych sportowców oraz osoby o przeciętnej sprawności fizycznej.Zgodnie z oczekiwaniami czujniki wykazały niższy poziom tyrozyny w pocie sportowców.Aby sprawdzić poziom kwasu moczowego, naukowcy monitorowali pot grupy zdrowych osób, które pościły, a także po zjedzeniu posiłku bogatego w puryny – związki zawarte w pożywieniu, które są metabolizowane do kwasu moczowego.Czujnik pokazywał wzrost poziomu kwasu moczowego po posiłku.Zespół Gao przeprowadził podobny test na pacjentach z dną moczanową.Czujnik wykazał, że poziom kwasu moczowego u nich był znacznie wyższy niż u zdrowych osób.
Aby sprawdzić dokładność czujników, badacze pobrali i sprawdzili próbki krwi od pacjentów z dną moczanową i osób zdrowych.Pomiary poziomu kwasu moczowego dokonywane przez czujniki silnie korelowały z jego poziomem we krwi.
Gao twierdzi, że wysoka czułość czujników w połączeniu z łatwością ich wytwarzania oznacza, że ostatecznie będą mogli być wykorzystywani przez pacjentów w domu do monitorowania takich schorzeń, jak dna moczanowa, cukrzyca i choroby układu krążenia.Posiadanie dokładnych informacji na temat ich stanu zdrowia w czasie rzeczywistym mogłoby nawet pozwolić pacjentom dostosować poziom leków i dietę zgodnie z potrzebami.
Czas publikacji: 12 grudnia 2019 r