Ученые в Швейцарии развили «крошечную лабораторию» на чипе, который, когда внедрено только под кожей может отследить уровни до пятивещества в крови и передают результаты с помощью беспроводных технологий к смартфону или другому устройству получения в сети «телемедицины». Они предлагаютустройство могло быть готово к рынку через четыре года и имеет много потенциального использования, такого как помощь врачам контролировать пациентов, переносящиххимиотерапия.Другие команды разрабатывали подобные имплантируемые устройства, но команда от Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) говорит, что ихпервое, чтобы контролировать несколько маркеров крови одновременно.Руководители группы Джованни де Микели и Сандро Каррара говорят, что они все еще экспериментируют с прототипным устройством, но оно может надежно обнаружить несколькообычно прослеживаемые вещества.
Имплантат и пятно кожиУстройство включает две части: «крошечная лаборатория», внедренная под кожей и «интеллектуальным пятном», сидящим около имплантата за пределами кожи.Имплантат измеряет 14 мм на 2 мм и содержит пять наноразмерных датчиков, делающих обнаружение. Это вставляется во внутритканевую ткань простониже кожи брюшной полости, или рук или ног, с иглой.
Интеллектуальное пятно о размере кредитной карты и делает две вещи: это поставляет 1/10 ватта власти к имплантату через индукцию черезкожа (так никакая потребность в хирургии, когда батареям нужна замена), и она также получает данные через радиоволны от имплантата, который она обрабатывает и затемпередает через Bluetooth.Команда уже проверила устройство на пять различных веществ и показала, что это столь же надежно при измерении их как традиционная кровьанализы.Проблема дизайна, включающая много дисциплинПроект разработать устройство является частью швейцарской инициативы Nano-Tera, стремящейся объединять исследователей от различной среды имедицинские дисциплины.
Команда, развившая этот прототип, включает экспертов в электронику, вычисления, биологию и медицину.Главной особенностью технологии устройства являются нанодатчики. Большую заботу соблюдали в их развитии, говорят ученые.Поверхность каждого датчика покрыта ферментом, захватывающим целевой состав, например, выделите молоко, глюкоза или АТФ.
Де Микели говорит:«Потенциально, мы могли обнаружить примерно что-либо, но ферменты имеют ограниченную продолжительность жизни, и мы должны проектировать их, чтобы продлиться покавозможный."В настоящее время ферменты длятся в течение приблизительно 6 недель, который достаточно длинен для многих заявлений, говорит Де Микели. Кроме того, потому что имплантат такмаленький, не трудно удалить и заменить его новым.Другая проблема для дизайна была электроникой, особенно крошечная электрическая катушка, получающая индуктивную власть от пятна.
«Не было легко заставить систему как это работать над просто одной десятой ватта», говорит Де Микели.Он и его коллеги надеются, что устройство будет коммерчески доступно в течение 4 лет.Возможное применение включает персонализированную химиотерапиюУченые полагают, что устройство поможет врачам оказать более персонализированную помощь своим пациентам, чем традиционные анализы крови могутобеспечить.
Они будут в состоянии контролировать пациентов постоянно, большое преимущество при лечении тех с хронической болезнью или перенесении химиотерапии, дляпример.В настоящее время онкологи контролируют успех больных раком и терпимость, чтобы дозировать во время химиотерапии с регулярными анализами крови.Де Микели ожидает, что устройство поможет им ввести оптимальную дозу намного более легко.«Это позволит прямой и непрерывный контроль на основе отдельной терпимости пациента, а не на возрасте и диаграммах веса или еженедельных анализах крови»,он объясняет.
Другое потенциальное использование для имплантата состоит в том, где контроль веществ в теле может ожидать потребность во вмешательстве или лечении, посылаятревоги, когда уровни достигают критической точки.В видео интервью Каррара дает пример того, как за несколько часов до кардиального события как сердечный приступ, метаболиты выпущены вкровоток. Устройство могло быть наполнено, чтобы обнаружить эти метаболиты и отослать тревогу.
Другое возможное применение помогает диабетикам держать свой сахар в крови под контролем.Результаты исследования представляются 20 марта при Дизайне, Автоматизации и Анализе на европейской конференции (ДАТА 13).
Другой пример перемещения к персонализированной химиотерапии был недавно представлен британскими учеными, предлагающими анализ крови этофрагменты следов ДНК, потерянной умирающими опухолевыми клетками, могли однажды использоваться, чтобы контролировать, как хорошо пациенты отвечают на раклечение.