Biosenzorii transformă managementul bolilor de rinichi

V-ați întrebat vreodată dacă există un sistem de monitorizare a funcției renale neinvaziv, rapid și convenabil? Este mic și compact, ca un smartwatch, și poate fi purtat 24 de ore pe zi. În același timp, poate fi conectat la Internet, permițându-vă să înțelegeți de la distanță funcția rinichilor și să utilizați big data, învățarea automată și alte metode pentru a prezice riscul de declin viitoare a funcției renale. Dacă ai visat vreodată, felicitări, visul tău este pe cale să devină realitate!

 

 

 

 

Faceți clic pentru a cistanche deserticola pentru boli de rinichi

Pe 6 noiembrie 2022, la ceremonia de premiere a conferinței academice 2022 Kidney Week (Săptămâna rinichilor), organizată de Societatea Americană de Nefrologie (ASN), noi sisteme de biosensing in vivo și in vitro și aplicațiile lor în schimbarea managementului bolilor renale au fost introduse.

1. Introducerea de noi biosenzori

În ultimii 15 ani, dezvoltarea revoluționară a științei de bază a făcut posibil ca oamenii să detecteze schimbări fizice în instituțiile medicale profesionale, cum ar fi spitalele. Metodele de monitorizare precum electrocardiogramele și undele cerebrale sunt utilizate pe scară largă în practica clinică.

 

Cu toate acestea, echipamentele de detectare a bioelectricității utilizate în prezent în practica clinică sunt acoperite direct pe piele și este dificil de detectat cu precizie condițiile interne ale corpului.

 

În plus, echipamentul de detectare actual este relativ voluminos și nu poate fi transportat.

 

Având în vedere acest lucru, prin eforturile continue ale oamenilor de știință, în cele din urmă, în 2019, oamenii de știință din Statele Unite au integrat electrocardiograma, tensiunea arterială, monitorizarea oxigenului din sânge și alte echipamente într-un biosenzor nou portabil de dimensiunea unui deget mare.

Ce indicatori poate monitoriza acest nou biosenzor?

Poate fi personalizat pentru a monitoriza temperatura corpului și potențialul microbian (cum ar fi electrocardiograma), pentru a monitoriza transpirația, fluxul sanguin, tensiunea arterială, oxigenul din sânge, cartografierea venelor și auscultarea cardiacă. În plus, există dispozitive special modificate pentru a monitoriza vindecarea rănilor.

Cercetătorii cred că acest nou tip de biosenzor poate fi aplicat persoanelor cu mobilitate limitată sau lipsă de abilități lingvistice, cum ar fi nou-născuții. Biosenzorul bebelușului poate monitoriza ECG-ul copilului și temperatura centrală a corpului, în timp ce punctul roșu de pe picior este un dispozitiv optic de monitorizare care poate monitoriza nivelul de oxigen din sânge.

În prezent, peste 20 de țări, inclusiv Statele Unite, au aprobat comercializarea acestui nou tip de biosenzor (acest tip de biosenzor nu este listat în China). Astfel de dispozitive au deservit mai mult de 12,000 pacienți și au colectat peste 150,000 ore de date. Datele de mai sus sugerează că acest nou biosenzor este sigur și de încredere și are perspective mai largi de aplicare, cum ar fi pentru managementul bolilor renale.

2. Noi biosenzori și managementul bolilor renale

Pe lângă atașarea la suprafața corpului uman, noul biosenzor poate fi implantat și în creier și inimă pentru a monitoriza fluxul de sânge în interiorul organului și a personaliza biomarkerii corespunzători.

 

Pentru metoda actuală de examinare a nefropatiei, deși estimarea ratei de filtrare glomerulară (eGFR) este simplă și ușoară, rezultatele testelor pot fi fals pozitive sau fals negative, iar acuratețea este scăzută la unele populații.

„Standardul de aur” al inspecției bolilor renale: biopsia renală este o metodă invazivă care nu poate fi detectată frecvent și este dificil de utilizat pentru monitorizarea bolii renale. Noul biosenzor din organism poate combina avantajele celor doi pentru a monitoriza în mod neinvaziv, precis și pe termen lung starea rinichilor. De exemplu, implantarea de noi biosenzori sub capsula unui rinichi transplantat poate urmări continuu starea de sănătate a grefei, cum ar fi temperatura și starea de perfuzie a rinichiului transplantat.

 

În prezent, un prototip de biosenzor în rinichi a fost folosit pentru a monitoriza funcția renală la modele animale.

Un nou biosenzor care este moale și care nu respinge este implantat în rinichiul șoarecilor, iar scopul său principal este de a evalua siguranța și eficacitatea biosenzorului in vivo.

Cea mai importantă componentă a dispozitivului este un senzor de aur încapsulat cu peliculă subțire (scara de 100 nm), care poate monitoriza temperatura de suprafață a rinichiului șoarecelui. Studiul a constatat că, dacă temperatura de suprafață a rinichilor de șoarece este mai mare, starea de perfuzie a rinichilor este mai bună; dacă temperatura suprafeței rinichilor de șoarece este mai mică, starea de perfuzie a rinichilor este slabă.

 

Corpul uman are, de asemenea, legi similare. Noul biosenzor din organism poate transmite datele de mai sus către computer prin wifi sau Bluetooth pentru a ajuta la înțelegerea stării rinichilor. Mai important, ar putea fi dezvoltate proceduri în viitor pentru a estima riscul de hipoperfuzie renală pentru a evita riscul de leziuni renale acute la primitorii de transplant de rinichi sau la pacienții cu boală cronică de rinichi.

Merită menționat faptul că a fost pregătit un studiu preclinic pe un model de monitor pentru rinichi de porc, iar rezultatele relevante sunt de așteptat să fie publicate în următorii ani sau doi.

 

Nivelurile de transpirație ale unor biomarkeri se corelează cu nivelurile din sânge. Așadar, noile biomonitoare (numite dispozitive microfluidice) se pot atașa și la pielea umană și pot monitoriza transpirația pentru a deduce nivelurile de lactoză, clorură, pH și glucoză din sânge.

 

Astfel de dispozitive sunt deja utilizate pe scară largă în medicina clinică și sportivă. În timp ce creatinina, ureea și pH-ul din transpirație se pot corela cu creatinina, ureea și pH-ul din plasmă sau sânge. Prin urmare, o echipă a dezvoltat un prototip de dispozitiv microfluidic care monitorizează creatinina, ureea și pH-ul transpirației. Prototipul poate monitoriza în mod neinvaziv, în timp real și portabil, nivelul creatininei, al ureei și al pH-ului transpirației umane, pentru a estima valorile creatininei, ureei și pH-ului din sângele uman. Atunci când sunt colectate suficiente date clinice prin noile biomonitoare in vivo și in vitro, învățarea automată poate fi utilizată pentru a înțelege riscul scăderii funcției renale la pacienți, iar prescripția poate fi ajustată în timp pe baza acestor date.

În concluzie, noii biosenzori au obținut anumite rezultate în cercetările preclinice și clinice și au fost lansate în unele țări.

 

În scurt timp, va fi posibilă monitorizarea și managementul rinichilor pacienților 7×24, ceea ce va reduce riscul de leziune renală acută la unii pacienți cu boală renală cronică și la primitorii de transplant de rinichi și va ajuta la îmbunătățirea prognosticului final al pacienților.

---

pentru mai multe informații:ali.ma@wecistanche.com