Milimetr pod kůží: Nový senzor nepřetržitě sleduje léky a včas odhalí problémy s játry či ledvinami

Nositelné technologie začínají měnit způsob, jakým lidé pečují o své zdraví. Kontinuální glukózové monitory, které měří hladinu cukru v krvi u diabetiků, již ukázaly sílu sledování důležitých molekul v reálném čase.

Nositelné technologie začínají měnit způsob, jakým lidé pečují o své zdraví. Kontinuální glukózové monitory, které měří hladinu cukru v krvi u diabetiků, již ukázaly sílu sledování důležitých molekul v reálném čase. Dalším krokem je sledování dalších medicínsky významných molekul, což je však mnohem obtížnější, protože většina z nich je přítomna v mnohem nižších koncentracích než glukóza.

Jednou z oblastí, kterou by tyto nositelné technologie mohly proměnit, je léková terapie. Mnoho silných léků je stále řízeno krevními testy, které nabízejí pouze občasné snímky toho, jak tělo pacienta zpracovává léčbu. U léků, které musí být dávkovány přesně, aby se předešlo poškození, mohou lékaři promeškat okamžik, kdy se dávkování stane neúčinným nebo začne ohrožovat orgány odpovědné za zpracování léku.

Výzkumný tým vedený UCLA nyní vyvinul platformu mikrojehlového senzoru navrženou tak, aby tento problém řešila prostřednictvím nepřetržitého, minimálně invazivního monitorování v kůži. Ve studii publikované v Science Translational Medicine vědci na potkanech ukázali, že senzory mohou fungovat nepřetržitě po dobu šesti dnů, sledovat koncentrace léků v čase a poskytovat vhled do funkce ledvin a jater měřením rychlosti, s jakou tělo tyto léky odbourává.

Tento pokrok by mohl podpořit budoucnost, ve které budou lékaři schopni lépe personalizovat dávkování v reálném čase a dříve zasáhnout, když funkce orgánů začne klesat. Kromě monitorování léků by technologie mohla také pomoci přinést nepřetržité molekulární monitorování širší škále stavů, kde změny v čase nesou důležité informace o zdraví a reakci na léčbu.

„Ukazujeme, že měření prováděná pouhý milimetr pod kůží mohou odhalit klinicky relevantní informace o orgánech hluboko uvnitř těla,“ uvedl Sam Emaminejad, docent elektrotechniky a počítačového inženýrství na UCLA Samueli School of Engineering a člen California NanoSystems Institute na UCLA. „Nepřetržitým monitorováním určitých léků a toho, jak je zpracovávají ledviny nebo játra, můžeme dříve detekovat dysfunkci orgánů a přesněji řídit léčbu.“

Navrženo pro kvalitu signálu a odolnost

Mikrojehlový senzor obvykle funguje tak, že na svém povrchu nese snímací molekuly navržené k rozpoznání specifického cíle. Když se cílová chemikálie naváže na jednu z těchto snímacích molekul, změní elektrický signál generovaný jehlou.

Přepracovaný design senzoru chrání tyto snímací molekuly a zároveň výrazně zvyšuje citlivost mikrojehly. Toho je dosaženo silně přilnavým zlatým povlakem s nanometrovými dutinami – drobnými povrchovými prvky viditelnými pouze v měřítku miliardtin metru. Když jsou snímací molekuly připojeny, mnohé z nich se usadí uvnitř těchto dutin, kde jsou lépe chráněny před oděrem kůží a před hromaděním proteinů a jiného biologického materiálu, který může rušit snímání.