Xiaoguang Dong, Vanderbilto universiteto mechanikos inžinerijos docentas, vadovauja mokslininkų grupei, kuri sukūrė dirbtinių blakstienų sistemą, galinčią stebėti gleivių būklę žmogaus kvėpavimo takuose, kad būtų galima geriau nustatyti infekciją, kvėpavimo takų obstrukciją ar ligų, tokių kaip cistinė fibrozė, sunkumą. (CF), lėtinės obstrukcinės plaučių ligos (LOPL) ir plaučių vėžys.
Straipsnis, pavadintas „Sensorinės dirbtinės blakstienos kvėpavimo takų fiziologinių savybių stebėjimui in situ”, paskelbtas žurnale Nacionalinės mokslų akademijos darbai.
Savo darbe tyrėjai pažymėjo, kad nuolatinis žmogaus kvėpavimo takų būklės stebėjimas yra labai svarbus norint laiku imtis veiksmų, ypač kai implantuojami kvėpavimo takų stentai, siekiant palengvinti centrinę kvėpavimo takų obstrukciją sergant plaučių vėžiu ir kitomis ligomis.
Visų pirma, gleivių būklės yra svarbūs biologiniai žymenys, rodantys uždegimą ir stento praeinamumą, tačiau jas vis dar sunku stebėti. Dabartiniai metodai, pagrįsti kompiuterine tomografija ir patikrinimu bronchoskopu, kelia pavojų dėl radiacijos ir nesugeba teikti nuolatinio realiojo laiko grįžtamojo ryšio už ligoninių ribų.
Imituodamas biologinių blakstienų jutimo gebėjimą, Dongas ir jo komanda sukūrė naują technologiją, skirtą gleivių sąlygoms, įskaitant klampumą ir sluoksnio storį, aptikti, kurie yra pagrindiniai ligos sunkumo biologiniai žymenys.
„Gleivių klampumo jutimo mechanizmas panaudoja išorinius magnetinius laukus, kad suaktyvintų magnetinį dirbtinį blakstieną ir pajustų jo formą naudojant lankstų deformacijos matuoklį“, – rašė mokslininkai. „Be to, mes pranešame apie dirbtinį blakstieną su talpos jutikliu, skirtu gleivių sluoksnio storiui, siūlančiu unikalų savaiminį kalibravimą, reguliuojamą jautrumą ir diapazoną – visa tai įgalina išoriniai magnetiniai laukai, kuriuos sukuria nešiojama magnetinė paleidimo sistema.
Tyrėjai išbandė metodą, naudodami jutiklius atskirai arba kartu su kvėpavimo takų stentu dirbtinėje trachėjoje ir avių trachėjoje. Jutimo signalai belaidžiu būdu perduodami į išmanųjį telefoną arba debesį tolesnei duomenų analizei ir ligų diagnostikai.
„Siūlomi jutimo mechanizmai ir prietaisai sudaro sąlygas stebėti gleivių būklę realiuoju laiku, palengvina ankstyvą ligos aptikimą ir įspėjimus apie stento praeinamumą, taip leidžiant laiku įsikišti ir pritaikyti individualią priežiūrą“, – teigiama tyrime.