Koncepcijos įrodymo tyrimas rodo, kad prakaito sveikatos monitorius gali išmatuoti ligos žymenų lygį

Koncepcijos įrodymo tyrimas rodo, kad prakaito sveikatos monitorius gali išmatuoti ligos žymenų lygį

Ligos, sindromai

Vašingtono valstijos universiteto mokslininkų sukurtas nešiojamas sveikatos monitorius gali patikimai išmatuoti svarbių biocheminių medžiagų kiekį prakaite fizinio krūvio metu.

3D atspausdintas monitorius kada nors galėtų būti paprastas ir neinvazinis būdas stebėti sveikatos būklę ir diagnozuoti įprastas ligas, tokias kaip diabetas, podagra, inkstų liga ar širdies liga.

Tyrime, paskelbtame žurnale ACS jutikliaimokslininkams pavyko tiksliai stebėti savanorių gliukozės, laktato ir šlapimo rūgšties kiekį bei jų prakaitavimo greitį mankštos metu.

„Diabetas yra pagrindinė problema visame pasaulyje“, – sakė WSU mokslų daktaras Chuchu Chen. studentas ir pirmasis šio straipsnio autorius. „Manau, kad 3D spausdinimas gali turėti įtakos sveikatos priežiūros sritims, todėl norėjau sužinoti, ar galime derinti 3D spausdinimą su ligų aptikimo metodais, kad sukurtume tokį įrenginį.

Savo koncepcijos įrodymo sveikatos monitoriui mokslininkai naudojo 3D spausdinimą, kad sveikatos monitorius pagamintų unikaliame, vieno žingsnio gamybos procese. Tyrėjai naudojo vieno atomo katalizatorių ir fermentines reakcijas, kad sustiprintų signalą ir išmatuotų žemą biomarkerių lygį. Trys biojutikliai monitoriuje keičia spalvą, kad parodytų konkrečius biocheminius lygius.

Prakaite yra daug svarbių metabolitų, kurie gali rodyti sveikatos būklę, tačiau, skirtingai nei kraujo mėginių ėmimas, jis yra neinvazinis. Šlapimo rūgšties kiekis prakaite gali rodyti podagros, inkstų ar širdies ligų riziką. Gliukozės kiekis naudojamas diabetui stebėti, o laktato kiekis gali rodyti fizinio krūvio intensyvumą.

„Prakaito greitis taip pat yra svarbus parametras ir fiziologinis žmonių sveikatos rodiklis“, – sakė WSU Mechanikos ir medžiagų inžinerijos mokyklos Berry docentas Kaiyanas Qiu.

Tačiau šių cheminių medžiagų kiekis prakaite yra nedidelis ir gali būti sunku išmatuoti, pažymėjo mokslininkai. Nors buvo sukurti kiti prakaito jutikliai, jie yra sudėtingi ir jiems pagaminti reikia specializuotos įrangos ir patirties. Jutikliai taip pat turi būti lankstūs ir tempiami.

Prakaito sveikatos monitorius matuoja ligos žymenų lygį

„Naujau naudoti vieno atomo katalizatorius, kad būtų padidintas sveikatos monitoriaus jautrumas ir tikslumas“, – sakė Annie Du, WSU Mechanikos ir medžiagų inžinerijos mokyklos profesorė. Qiu ir Du vadovavo tyrimui.

Mokslininkų sukurtas sveikatos monitorius yra pagamintas iš labai mažų kanalų, skirtų prakaito greičiui ir biologinių žymenų koncentracijai matuoti. Kadangi jie gaminami naudojant 3D spausdinimą, mikrokanalams nereikia jokios atraminės konstrukcijos, o tai gali sukelti užteršimo problemų juos pašalinus, sakė Qiu.

„Turime išmatuoti mažas biologinių žymenų koncentracijas, todėl nenorime, kad šios pagalbinės medžiagos būtų arba kad jas tektų pašalinti“, – sakė jis. „Štai kodėl mes naudojame unikalų būdą spausdinti savarankiškus mikrofluidinius kanalus.”

Kai tyrėjai palygino savanorių rankų monitorius su laboratorijos rezultatais, jie nustatė, kad jų monitorius tiksliai ir patikimai matavo cheminių medžiagų koncentraciją ir prakaitavimo greitį.

Nors tyrėjai iš pradžių pasirinko tris biologinius žymenis matuoti, jie gali pridėti daugiau, o biomarkerius galima pritaikyti. Monitorius taip pat buvo patogu nešioti savanoriams.

Mokslininkai dabar stengiasi toliau tobulinti įrenginio dizainą ir patvirtinimą. Jie taip pat tikisi šią technologiją komercializuoti. WSU komercializavimo biuras taip pat pateikė laikiną patento paraišką, kad apsaugotų su šia technologija susijusią intelektinę nuosavybę.