Согласно результатам недавних исследований, носимые устройства могут работать как цифровые диагностические инструменты благодаря их эффективности в выявлении конкретных состояний здоровья. В этом обзоре рассмотрим многообещающую разработку в области носимых устройств для диагностики: портативный инструмент, который способен мониторить питательные вещества, гормоны и лекарства в организме человека.
Носимые устройства как решение для проверки состояния здоровья пациентов в режиме реального времени
Применение носимых технологических решений в секторе здравоохранения значительно выросло за последние годы. Не так давно сложный диагностический компьютер с функциями измерения подвижных молекул в системе кровообращения был бы массивной, неуклюжей и объемной вещью, но из-за постоянного технического развития в настоящее время ключевыми особенностями таких систем являются мобильность и простота в использовании. Основным фактором, способствующим таким разработкам, является ряд инноваций в технологиях обработки и все меньшие размеры, в которых они могут быть изготовлены.
Группа ученых из Департамента медицинской инженерии Чернга недавно представила новое устройство, позволяющее в режиме реального времени мониторить промежуточные продукты метаболических реакций и питательные элементы в крови людей, которые его носят. Они продемонстрировали, как девайсу удается выслеживать мельчайшие количества питательных элементов и других частиц в поте. Эти микрочастицы могут считаться важными биологическими маркерами для проверки здоровья человека в режиме реального времени.
Биосенсор был создан в лаборатории Wei Gao, которая уже давно занимается созданием носимых технологий, подобных этой. Этот новейший, более точный инструмент представляет собой новую вершину многолетних усилий ученых.
Возможно, самой захватывающей особенностью новой технологии является то, что в ней применяются синтетические полимеры с заданной селективностью по отношению к анализируемым веществам, которые запрограммированы на работу подобно искусственным иммуноглобулинам длительного действия. Эти полимеры соединяются с веществом, которое затем может подвергнуться окислению или уменьшению при электрическом давлении, контактирующем с человеческим потом.
В конце концов, устройство использует микрофлюидику, при которой внедряется множество микротрубочек шириной менее 0,25 миллиметра для поглощения мельчайших объемов жидкости. Это позволяет устройству отслеживать определенные частицы даже при условии, что объем жидкости является минимальным.
Устройство, основанное на датчиках, было подвергнуто испытаниям добровольцами в лаборатории, которые показали оптимистичными результатами. Вскоре исследователи надеются протестировать эту разработку в дальнейших более масштабных исследованиях в качестве следующего шага.
Разработка и применение биологических датчиков
Биологические датчики для постоянного контроля промежуточных продуктов метаболических реакций в поте могут определять несколько химических веществ в достаточно высокой концентрации, обычно во время активных упражнений, чтобы произвести достаточное количество биожидкости. Элементом, лежащим в основе биосенсора, являются материалы на основе графена в качестве электродов. Они обладают следующими характеристиками:
- могут использоваться много раз,
- могут быть соединены со специфичными к метаболиту антителоподобными полимерами с молекулярным отпечатком и редокс-активными репортерными наночастицами, и
- объединены с частями для индукции на основе ионофореза и отбора проб пота, обработки сигналов и беспроводной коммуникации.
У людей, участвовавших в исследовании, датчик позволял отслеживать количество аминокислот и их концентрацию во время занятий спортом, а также оценивать вероятность метаболического синдрома — совокупности состояний, которые возникают вместе, увеличивая вероятность получения диагноза болезни сердца, инсульта и диабета 2 типа.
Итоги
Поскольку биосенсор может оценивать множество элементов, его полезность здесь очевидна. Возможность отслеживать биоизменения в режиме реального времени может открыть ученым путь к сбору ценных данных в реальном времени и помочь о дальнейших исследованиях. Такое устройство также может завоевать популярность при использовании на рынках носимых медицинских технологий. Оно может иметь высокую ценность для людей с диабетом, помогая контролировать уровень глюкозы.
Возможность постоянной проверки биологических маркеров в режиме реального времени имеет практически безграничные возможности использования, и это замечательный шаг в диагностике и проверке состояния здоровья.
