Biosenzori transformišu upravljanje bubrežnim bolestima

Da li ste se ikada zapitali da li postoji neinvazivan, brz i praktičan sistem za praćenje bubrežne funkcije? Mali je i kompaktan, poput pametnog sata, i može se nositi 24 sata dnevno. U isto vrijeme, može se povezati s internetom, što vam omogućava daljinsko razumijevanje funkcije bubrega i korištenje velikih podataka, mašinskog učenja i drugih metoda za predviđanje rizika od budućeg pada bubrežne funkcije. Ako ste ikada sanjali, čestitamo, vaš san će se uskoro ostvariti!

 

 

 

 

Click to cistanche deserticola za bolest bubrega

Dana 6. novembra 2022. godine, na ceremoniji dodjele nagrada akademske konferencije Kidney Week (Nedjelja bubrega) 2022. koju je održalo Američko društvo za nefrologiju (ASN), novi in ​​vivo i in vitro sistemi za biosenzivanje i njihova primjena u promjeni liječenja bubrežnih bolesti su uvedeni.

1. Uvođenje novih biosenzora

U proteklih 15 godina, revolucionarni razvoj osnovne nauke omogućio je ljudima da otkriju fizičke promjene u profesionalnim medicinskim ustanovama kao što su bolnice. Metode praćenja kao što su elektrokardiogrami i moždani talasi se široko koriste u kliničkoj praksi.

 

Međutim, oprema za detekciju bioelektričnosti koja se trenutno koristi u kliničkoj praksi direktno je prekrivena kožom i teško je precizno otkriti unutrašnje stanje tijela.

 

Osim toga, trenutna oprema za detekciju je relativno glomazna i ne može se nositi sa sobom.

 

S obzirom na to, kontinuiranim naporima naučnika, naučnici iz Sjedinjenih Država su konačno 2019. godine integrisali elektrokardiogram, krvni pritisak, praćenje kiseonika u krvi i drugu opremu u prenosivi novi biosenzor veličine palca.

Koje indikatore može pratiti ovaj novi biosenzor?

Može se prilagoditi za praćenje tjelesne temperature i mikrobnog potencijala (kao što je elektrokardiogram), praćenje znoja, protoka krvi, krvnog tlaka, kisika u krvi, mapiranja vena i auskultacije srca. Osim toga, postoje posebno modificirani uređaji za praćenje zacjeljivanja rana.

Naučnici vjeruju da se ovaj novi tip biosenzora može primijeniti na osobe s ograničenom pokretljivošću ili nedostatkom jezičnih vještina, kao što su novorođenčad. Biosenzor bebe može pratiti bebin EKG i tjelesnu temperaturu, dok je crvena tačka na stopalu optički uređaj za praćenje koji može pratiti nivo kiseonika u krvi.

Trenutno je više od 20 zemalja, uključujući Sjedinjene Države, odobrilo prodaju ovog novog tipa biosenzora (ovaj tip novog tipa biosenzora nije naveden u Kini). Takvi uređaji su opslužili više od 12,000 pacijenata i prikupili više od 150,000 sati podataka. Gore navedeni podaci sugeriraju da je ovaj novi biosenzor siguran i pouzdan, te da ima šire izglede za primjenu, kao što je liječenje bubrežnih bolesti.

2. Novi biosenzori i upravljanje bubrežnim bolestima

Osim što se pričvršćuje na površinu ljudskog tijela, novi biosenzor se također može ugraditi u mozak i srce kako bi pratio protok krvi unutar organa i prilagodio odgovarajuće biomarkere.

 

Za trenutnu metodu ispitivanja nefropatije, iako je procjena brzine glomerularne filtracije (eGFR) jednostavna i laka, rezultati testa mogu biti lažno pozitivni ili lažno negativni, a tačnost je niska u nekim populacijama.

„Zlatni standard“ inspekcije bubrežne bolesti: biopsija bubrega je invazivna metoda koja se ne može često otkriti i teško ju je koristiti za praćenje bolesti bubrega. Novi biosenzor u tijelu može kombinirati prednosti ova dva za neinvazivno, precizno i ​​dugoročno praćenje statusa bubrega. Na primjer, implantiranje novih biosenzora ispod kapsule transplantiranog bubrega može kontinuirano pratiti zdravlje transplantata, kao što je temperatura i status perfuzije presađenog bubrega.

 

Trenutno se prototip biosenzora u bubregu koristi za praćenje funkcije bubrega na životinjskim modelima.

Novi biosenzor koji je mekan i ne odbacuje se implantiran je u bubreg miševa, a njegova glavna svrha je procijeniti sigurnost i efikasnost biosenzora in vivo.

Najvažnija komponenta uređaja je inkapsulirani tankoslojni zlatni senzor (skala od 100nm), koji može pratiti površinsku temperaturu bubrega miša. Studija je pokazala da ako je temperatura na površini bubrega miša viša, stanje perfuzije bubrega je bolje; ako je površinska temperatura bubrega miša niža, stanje perfuzije bubrega je loše.

 

Ljudsko tijelo također ima slične zakone. Novi biosenzor u tijelu može prenijeti gore navedene podatke na kompjuter putem wifi-a ili Bluetooth-a kako bi pomogao u razumijevanju stanja bubrega. Što je još važnije, u budućnosti bi se mogle razviti procedure za procjenu rizika od hipoperfuzije bubrega kako bi se izbjegao rizik od akutne ozljede bubrega kod primatelja transplantacije bubrega ili pacijenata s kroničnom bubrežnom bolešću.

Vrijedi spomenuti da je pripremljena pretklinička studija na modelu monitora bubrega svinja, a očekuje se da će relevantni rezultati biti objavljeni u narednih godinu ili dvije.

 

Nivoi znoja nekih biomarkera su u korelaciji sa nivoima u krvi. Tako se novi biomonitori (nazvani mikrofluidni uređaji) također mogu pričvrstiti na ljudsku kožu i pratiti znoj kako bi zaključili nivoe laktoze, klorida, pH i glukoze u krvi.

 

Ovakvi uređaji već se široko koriste u kliničkoj i sportskoj medicini. Dok kreatinin, urea i pH u znoju mogu korelirati sa kreatininom, ureom i pH u plazmi ili krvi. Stoga je tim razvio prototip mikrofluidnog uređaja koji prati kreatinin, ureu i pH u znoju. Prototip može neinvazivno, u realnom vremenu i prenosivo pratiti kreatinin, nivoe uree i pH vrijednosti u ljudskom znoju, kako bi procijenio kreatinin, ureu i pH vrijednosti u ljudskoj krvi. Kada se prikupi dovoljno kliničkih podataka putem novih in vivo i in vitro biomonitora, mašinsko učenje se može koristiti za razumijevanje rizika od opadanja bubrežne funkcije kod pacijenata, a recept se može prilagoditi na vrijeme na osnovu ovih podataka.

Ukratko, novi biosenzori su postigli određene rezultate u pretkliničkim i kliničkim istraživanjima, a lansirani su u nekim zemljama.

 

Uskoro će biti moguće 7×24h praćenje i upravljanje bubrezima pacijenata, što će smanjiti rizik od akutne ozljede bubrega kod nekih pacijenata s kroničnom bubrežnom bolešću i transplantiranim bubrezima, te pomoći u poboljšanju konačne prognoze pacijenata.

---

za više informacija:ali.ma@wecistanche.com