Исследователи представляют свои результаты сегодня на 255-м Национальном собрании и выставке Американского химического общества (ACS).
«Другие имплантируемые датчики, представленные в настоящее время на рынке, имеют существенный недостаток», – Натали А. Вишневски, Ph.D., говорит. "Они часто вызывают иммунный ответ" инородное тело ", который покрывает сенсор воспалительными клетками или рубцовой тканью."Это покрытие может отгородить устройство от капилляров и помешать ему точно определять химические изменения, поэтому оно перестает работать через несколько недель или месяцев.
Вишневски и ее коллеги решили эту проблему, обманув тело, чтобы оно не могло распознать их датчики как посторонние объекты. Датчики меньше рисового зерна и сделаны из гидрогелевого каркаса, гибкого, как контактная линза.
Исследователи также убедились, что в их датчике отсутствуют плоские поверхности, что является явным свидетельством того, что объект не является естественным, – говорит Вишневски из Profusa Inc. В результате клетки и капилляры врастают в пористую структуру сенсора, не вызывая нежелательного иммунного ответа.
Фактически, Вишневски сегодня объявляет, что первые датчики, имплантированные добровольцам, все еще функционируют спустя более четырех лет.
Запатентованный гидрогель представляет собой состав на основе поли (2-гидроксиэтилметакрилата), полимера, используемого для изготовления мягких контактных линз. Исследователи украшают каркас гидрогеля молекулами красителя, которые реагируют на концентрацию анализируемого вещества в крови. Тип молекулы красителя, прикрепленной к гидрогелю, определяет аналит, такой как кислород, диоксид углерода, глюкоза или лактат, который может распознать конкретный датчик.
Небольшой детектор, прикрепленный к коже или прикрепленный к ней как пластырь, излучает свет в ближнем инфракрасном диапазоне через кожу, заставляя молекулы красителя флуоресцировать более или менее ярко в зависимости от концентрации анализируемого вещества. Хотя этот флуоресцентный свет не виден человеческим глазом, его можно увидеть с помощью детектора, который затем по беспроводной сети передает результаты измерения на компьютер или мобильный телефон, чтобы записать изменение яркости по мере того, как концентрация аналита колеблется во времени.
Профуса ищет тебя.S.
Одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для своих устройств в США.S. Тем временем его первый продукт был одобрен для маркетинга в Европе и показал, что он сообщает об уровне кислорода в тканях у пациентов, находящихся на лечении от заболевания периферических артерий, от которого страдают миллионы людей во всем мире. Заболевание снижает ток насыщенной кислородом крови в руках и ногах, что в некоторых случаях приводит к ампутации.
Устройство используется для предотвращения ампутаций, информируя врачей о снижении уровня кислорода в конечностях пациента. Profusa также начинает клинические испытания с Калифорнийским университетом в Сан-Франциско, спонсируемые Национальным институтом сердца, легких и крови, с целью использования датчиков для отслеживания уровня кислорода у пациентов с хроническими ранами стопы.
Вишневски и ее коллеги разрабатывают сенсоры для других аналитов, таких как глюкоза, чтобы они могли расширить область применения этих устройств. Кроме того, Profusa работает над усовершенствованием датчиков, которые могут отслеживать дополнительные аналиты, которые врачи обычно оценивают с помощью стандартных анализов крови.
Идея состоит в том, чтобы ввести один датчик, который одновременно определяет химический состав нескольких тел. «Датчики обеспечат непрерывную запись ваших аналитов относительно вашего личного исходного уровня», – объясняет Вишневски. "Затем, если что-то пойдет не так, это помечается раньше, чем вы почувствуете симптомы, чтобы вы могли вовремя обратиться к врачу для лечения.«Компания создала видео, описывающее, как работает датчик.
Вишневски говорит, что военные также заинтересованы в этих устройствах и оказывают поддержку с момента основания компании. Они предусматривают использование датчиков для оценки здоровья солдат во время развертывания или для определения раненых солдат, которых следует лечить в первую очередь на поле боя. И сегодня Вишневски сообщает предварительные результаты, показывающие, что отслеживание повышения и понижения уровня кислорода вокруг мышц с помощью этих датчиков создает «кислородную сигнатуру», которая может показать уровень физической подготовки человека.
Эта информация может помочь военным определить лучший режим тренировок для каждого солдата или помочь спортсменам найти наиболее эффективные упражнения для наращивания мышечной массы или выносливости.