Похожие статьи
Команда инженеров из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработала электронный пластырь, который может отслеживать биомолекулы в глубине тканей, включая гемоглобин. Это дает медицинским работникам беспрецедентный доступ к важной информации, которая может помочь выявить угрожающие жизни состояния, такие как злокачественные опухоли, дисфункции органов, кровоизлияния в мозг или кишечник и многое другое.
«Количество и расположение гемоглобина в организме дают важную информацию о перфузии или скоплении крови в определенных местах. Наше устройство демонстрирует большой потенциал в тщательном мониторинге групп высокого риска, позволяя своевременно вмешиваться в экстренные моменты», — рассказывает Шэн Сюй, профессор наноинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего и автор-корреспондент исследования.
Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Низкая перфузия крови в организме может вызвать серьезную дисфункцию органов и связана с целым рядом заболеваний, включая сердечные приступы и сосудистые заболевания конечностей. В то же время аномальное скопление крови в таких областях, как мозг, брюшная полость или кисты, может указывать на кровоизлияние в мозг или внутренние органы или злокачественную опухоль. Непрерывный мониторинг может помочь диагностировать эти состояния и способствовать своевременному и потенциально жизненно важному вмешательству, отмечают разработчики.
Новый датчик преодолевает некоторые существенные ограничения существующих методов мониторинга биомолекул. Магнитно-резонансная томография (МРТ) и рентгеновская компьютерная томография основаны на громоздком оборудовании, которое может быть трудно приобрести, и обычно предоставляют информацию только о непосредственном состоянии молекулы, что делает их непригодными для долгосрочного мониторинга биомолекул.
«Непрерывный мониторинг крайне важен для своевременного вмешательства, чтобы предотвратить быстрое ухудшение состояния, угрожающего жизни, — поясняет Сянцзюнь Чэнь, аспирант кафедры наноинженерии в группе Сюя и соавтор исследования. — Носимые устройства, основанные на электрохимии для обнаружения биомолекул, помимо гемоглобина, являются хорошими кандидатами для долгосрочного носимого мониторинга. Однако существующие технологии обеспечивают возможность обнаружения только на поверхности кожи».
Новый гибкий носимый пластырь с низким форм-фактором удобно крепится к коже, обеспечивая неинвазивный долгосрочный мониторинг. Он может выполнять трехмерное картирование гемоглобина с субмиллиметровым пространственным разрешением в глубоких тканях, вплоть до сантиметров под кожей, по сравнению с другими носимыми электрохимическими устройствами, которые обнаруживают биомолекулы только на поверхности кожи. Он способен обеспечить высокий контраст с другими тканями. Благодаря своей оптической избирательности может расширить диапазон обнаруживаемых молекул, комбинируя различные лазерные диоды с разными длинами волн, а также их потенциальное клиническое применение.
Пластырь состоит из массивов лазерных диодов и пьезоэлектрических преобразователей в матрице из мягкого силиконового полимера. Лазерные диоды излучают импульсные лазеры в ткани. Биомолекулы в ткани поглощают оптическую энергию и излучают акустические волны в окружающую среду.
Эксклюзивный перевод*
Фото: Сяосян Гао из Инженерной школы Джейкобса в Калифорнийском университете в Сан-Диего
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.
