Nebėra adatų diagnostiniams tyrimams. Inžinieriai kuria mikrotechninius pleistrus beveik neskausmingai.

Autorius:

Vašingtono universiteto McKelvey inžinerijos mokyklos inžinieriai sukūrė mikroklimato pleistrą, kuris gali įtrinti odą, užfiksuodamas dominančią biomarketą savo tolimųjų skysčių skysčiu, leisdamas gydytojams nustatyti jo buvimą dėl beprecedenčio jautrumo. . Paskola: Sisi Kao

Mikrodermabrazijos pleistras beveik neskausmingas gali aptikti antikūnus և daugiau ląstelių skysčio.

Kraujo pėdsakai nėra įdomūs.

Jiems skauda. Gyslos gali sprogti ar net riedėti, tarsi bandant išvengti ir adatos.

Gydytojai dažnai naudoja kraujo mėginius, kad patikrintų ligos požymius. Antikūnai, signalizuojantys apie virusinę ar bakterinę infekciją, tokie kaip: SARS-CoV-2:, virusas, už kurį jis yra atsakingas COVID-19:arba uždegiminių žymenų citokinai, randami tokiomis sąlygomis kaip reumatoidinis artritas իս sepsis.

Nors šių biografijų tiesiog nėra kraujyje. Jų galima rasti tankioje skystoje terpėje, kuri supa mūsų ląsteles, tačiau jų yra nedaug, todėl jas sunku aptikti.

Iki dabar.

Vašingtono universiteto McKelvey inžinerijos mokyklos inžinieriai

Ši technologija yra nebrangi, ja lengva naudotis gydytojams ar pacientams. Եւ gali nebereikėti vykti į ligoninę tik paimti kraujo.

Tyrimą atliko mechanikos ir medžiagų mokslų katedros profesorė Lilyan. Lisle Hughes Srichant Singamaneni laboratorija, paskelbta internete 2021 m. Sausio 22 d. Žurnale Biomedicininė gamtos inžinerija,

Be mažų išlaidų ir paprasto naudojimo, šie mikrotechniniai pleistrai turi vieną pranašumą prieš kraujo praliejimą, kai kuriems tai yra svarbiausia savybė. „Jie beveik neskausmingi“, – sakė Singamanas.

Biomarkerio radimas naudojant šiuos mikrotechnologinius pleistrus yra tarsi kraujo tyrimas. Tačiau užuot naudojus tirpalą biologinei rinkai kraujyje nustatyti, mikroschemos paimamos tiesiai iš skysčio, kuris supa mūsų odos ląsteles, vadinamas intersticiniu skysčiu (IST). Užfiksavus biografijas, jie aptinkami naudojant fluorescencinę medžiagą, nurodant jų buvimą ir kiekį.

ISF yra gausus biomolekulių šaltinis, kuriame gausu visko, pradedant neuromediatoriais ir baigiant ląstelių atliekomis. Tačiau pagal įprastą biomarketų analizės metodą ISF paprastai reikia pašalinti ISF iš odos. Šis metodas yra sunkus, paprastai analizei nepakanka gaunamo ISF kiekio. Tai buvo pagrindinė kliūtis plėtojant mikroschemų biologinio jutimo technologijas.

Kitas metodas apima tiesioginį biologinės rinkos užfiksavimą ISF, nereikia ISF ekstrahavimo. Kaip ir bandymas prasilenkti į visavertį koncertą, biokambučio dalyvis turi iškasti perpildytą, dinamišką ISF sriubą, kol ji pasiekia odos audinio mikrostruktūrą. Tokiomis sąlygomis nėra lengva užfiksuoti biologinį prieinamumą, kad jie matytų tradicinių bandymų naudojimą.

Tačiau komanda turi savo slaptą ginklą – „plazmono fluoridą“, ypač fluorescencinį nanolimą. Palyginti su tradicinėmis fluorescuojančiomis etiketėmis, analizuojant mikroklimato pleistre, naudojant plazmono fluoridą, signalas iš tikslinių baltymų biomarketų spindėjo maždaug 1400 kartų ryškiau ir tapo matomas net esant mažoms koncentracijoms.

„Anksčiau biomasės koncentracija būdavo keli mikrogramai mililitre skysčio“, – sakė šio straipsnio bendraautorius Singhmaneno laboratorijos bendradarbis Yew (Ryanas) Wangas. Tai yra daug daugiau nei tikroji fiziologinė sritis. Tačiau naudodama plazmoną-fluoridą, mokslininkų grupė sugebėjo aptikti biomarkerius pikogramų mililitre tvarka.

„Tai jautresnė“, – sakė Wangas.

Šie pleistrai turi daugybę savybių, kurios gali turėti realią įtaką medicinai, pacientų priežiūrai ir tyrimams.

Jie leis tiekėjams laikui bėgant sekti biografijas, ypač kai reikia suprasti, kaip imunitetas vaidina svarbų susirgimą naujomis ligomis.

Pavyzdžiui, mokslininkai, dirbantys su COVID-19 vakcinomis, turi žinoti, ar žmonės ilgai gamina tinkamus antikūnus. „Pajuokuokime, – sakė Singamanenas, – pažiūrėkime, ar žmogus turi antikūnų prieš COVID-19 kokio lygio.

Arba kritiniais atvejais. „Kai kas nors skundžiasi krūtinės skausmu, jis greitosios pagalbos automobiliu nuvežamas į ligoninę, tikimės, kad pleistrą bus galima užklijuoti ten pat ir ten“, – sakė neseniai diplomuotas studentas Jingas Luanas. Vienas iš pagrindinių „Syngamanen“ laboratorijos straipsnių autorių. Užuot nuvežę kraują į ligoninę, EMT gali naudoti mikroschemą, kad ištirtų troponiną – biopsiją, rodančią miokardo infarktą.

Žmonėms, sergantiems lėtinėmis ligomis, kurias reikia reguliariai stebėti, mikrodermabrazijos pleistrai gali pašalinti nereikalingą hospitalizaciją, sutaupyti pinigų, laiko, nepatogumų ir daug nepatogumų.

Dėmės beveik neskausmingos. „Jie eina apie 400 mikronų giliai į odos audinį“, – sakė Singamanenas. – Jie net nejaučia jutiminių nervų.

Šios technologijos naudojimas laboratorijoje gali apriboti tyrimams reikalingų gyvūnų skaičių. Kartais reikia atlikti kelis kelis paeiliui matavimus, pvz., Biologinio žymeklio sumažėjimo և srautą, pavyzdžiui, norint stebėti sepsio progresavimą. Kartais tai reiškia labai mažus gyvūnus.

„Mes galime žymiai sumažinti tokiems tyrimams reikalingų gyvūnų skaičių“, – sakė Singamanenas.

Pasekmės didelės. „Singamaneni“ laboratorija nori įsitikinti, kad jie visi yra ištirti.

Pasak jo, jis turi daug dirbti. „Turime nustatyti klinikinius sutrikimus“, tai yra, biofarmų diapazonas ISF, kuris atitinka normalų-nenormalų lygį. “Turime nuspręsti, kuris biomarkerių lygis yra normalus, o kuris – patologinis.” Jo tyrinėtojų grupė dirba dėl tolimų, griežtų pristatymo būdų, suteikdama galimybių pagerinti kaimo sveikatą.

„Bet mes neturime to daryti patys“, – sakė Singamanenas. Užtat technologija galės naudotis įvairių medicinos sričių specialistai.

„Mes sukūrėme platformos technologiją, kuria gali naudotis bet kas“, – sakė jis. – Ir jie gali ją naudoti norėdami rasti savo dominančią biomarketą “.

Nereikia viso to daryti pačiam

Singamanenui և Erika L. Medicinos mokyklos Kaulų ir mineralinių ligų skyriaus medicinos padėjėjas Schelleris kartu tyrė biomarkerių koncentraciją vietiniuose audiniuose.

Dabartinis požiūris į tokį vertinimą reikalauja vietinės audinių izoliacijos և neleidžia atlikti nuoseklių և nuolatinių bandymų. Singamaneni և Scheller kuria geresnę platformą ilgalaikiam vietos biomarkerių stebėjimui.

Dirbti kartu

Silikantas Singamanen, Lilyan E. Mechanikos inžinerijos katedros profesorius Lislis Hughesas իստ Biomedicinos inžinerijos katedros docentas Jay S. Rudra kartu kūrė kokaino vakcinas, kurios veikia blokuodamos kokaino patekimą į smegenis.

Dabartiniai kandidatai į tokią vakciną neduoda ilgalaikių rezultatų. juos reikia dažnai paaukštinti. Singamanen ուդ Rudra norėjo geresnio būdo sužinoti, kada vakcina susilpnėjo. „Mes parodėme, kad galime naudoti pleistrus, kad sužinotume, ar žmogus vis dar gamina reikiamus antikūnus“, – sakė Singamanenas. – Nereikia imti kraujo.

Nuoroda. Zheyu Wang, Jingyi Luan, Anushree Seth, Lin Liu, Minli You, Prashant Gupta, Priya Rathi, Yixuan Wang, Sisi Cao, Qiso Jhang, R Qemiahun Zhou „Mikroadagų pleistras baltymų biologinių žymeklių kiekio tarpžvaigždiniame skystyje kiekybiniam įvertinimui“. Morrissey, Erica L. Scheller, Jai S. Rudra ir Srikanth Singamaneni, 2021 m. Sausio 22 d., Biomedicininė gamtos inžinerija,
DOI: 10.1038 / s41551-020-00672-y:

Šį tyrimą parėmė Nacionalinis mokslo fondas (CBET-1900277) ազգային Nacionaliniai sveikatos institutai (R01DE027098, R56DE027924, R01CA141521, R21DA036663, R21CA236652).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Saulės energijos veiklos nepastovumą galėtų kompensuoti Žemės planetos magnetinis laukas

2015 m. Gegužės mėn. Saulė per penkias dienas suvaidino maždaug tuziną aktyvių zonų. Ryškios spalvos pluoštai, sklindantys iš šių aktyvių regionų, yra dalelės,...

Didžiausias Australijos dinozauras – Pietų Titanas – ką tik buvo įrašytas į rekordą!

Australotitan cooperensis, „Pietų Titanas arba Cooperis“. Autorius: Vladas Konstantinovas, Scottas Hocknullas © Eromangos gamtos istorijos muziejus Kiek aukšta yra krepšinio aikštelė, aukštesnė už b-dublius...

Žmonių nulemta klimato kaita yra tik pusė Antarkties kriliaus paveikslo

Antarkties krilasi, Euphausia superba. Autorius: Uwe Kils / Wikipedia Apskaičiuota, kad šiame amžiuje krilių populiacija buveinių centre Antarktidoje sumažėjo apie 30% dėl plačiai paplitusio...

Kokia tavo pirmoji idėja? Remiantis naujais tyrimais, galėtų prasidėti pustrečio amžiaus

Naujas tyrimas ir dešimtmečių duomenų apžvalga laikrodžio atmintį nustūmė už metų ribų, tačiau tyrimas įrodo, kad visi yra skirtingi. Naujas tyrimas rodo, kad vidutiniškai pirmojo...

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Newsletter

Subscribe to stay updated.