Prvé zariadenie na sledovanie zdravia transplantovaných orgánov v reálnom čase
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 13. 9. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Miniatúrny senzor má potenciál zmeniť hru pri zisťovaní príznakov odmietnutia pri transplantácii obličky. Americkí vedci zo Severozápadnej univerzity úspešne vytvorili zariadenie, testované na myšiach, ktoré dokáže odhaliť varovné príznaky odmietnutia obličky až tri týždne pred súčasnými monitorovacími metódami.
Zatiaľ čo telo môže odmietnuť orgán aj roky po transplantácii, kúpiť pacientovi a lekárom čo najviac času na zásah môže byť rozdielom medzi obnovením homeostázy a opätovným začatím dlhého a náročného procesu transplantácie, ak je to ešte vôbec možné. Prirodzene, schopnosť neustále monitorovať zdravie vzácnej novej obličky by pacientom zmenila život.
Toto nové monitorovacie zariadenie, ktoré má rozmery len 0,3 x 0,7 centimetra a hrúbku 220 mikrónov. Je navrhnuté tak, aby sedelo na obličke, pod vláknitou vrstvou obličkového puzdra, ktoré obklopuje a chráni orgán. Mäkký implantát deteguje zmeny teploty spojené so zápalom a inými reakciami bežnými pri včasnom odmietnutí. Ak sa zistí zmena, senzor bezdrôtovo odošle upozornenie na blízky smartfón alebo tablet.
Pretože odmietnutie transplantovaného orgánu často začína nenápadne, toto zariadenie môže pomôcť upozorniť pacienta na zásadné zmeny, ktoré nastávajú pri absencii prezrádzajúcich symptómov.
„Všimol som si, že mnohí z mojich pacientov pociťujú neustálu úzkosť – nevediac, či ich telo odmieta transplantovaný orgán alebo nie,“ povedal doktor Lorenzo Gallon vedúci klinického skúšania a transplantačný nefrológ. „Možno čakali roky na transplantáciu a potom ju konečne dostali od milovanej osoby alebo mŕtveho darcu. Potom strávia zvyšok svojho života obavami o zdravie tohto orgánu. Naše nové zariadenie by mohlo poskytnúť určitú ochranu a nepretržité monitorovanie by mohlo poskytnúť istotu“.
V súčasnosti sa zdravotný stav orgánu monitoruje prostredníctvom krvných testov sledujúcich hladiny kreatinínu a dusíka močoviny v krvi. No tieto hladiny môžu kolísať z nesúvisiacich dôvodov a viesť k falošne negatívnym a pozitívnym výsledkom. Bioptické testy, ktoré zahŕňajú vloženie dlhej ihly na získanie tkaniva z orgánu, sú invazívne a majú zvýšené riziko krvácania, infekcie, bolesti a poškodenia okolitých tkanív.
„Frekvencia monitorovania je obmedzená a vyžaduje si analýzu mimo lokality,“ povedal Gallon. „Môže trvať štyri alebo päť dní, kým sa výsledky vrátia. A tieto štyri alebo päť dní môžu byť rozhodujúce pre včasné rozhodnutie o starostlivosti o pacienta“.
Pri hľadaní alternatívy sa výskumníci zo Severozápadnej univerzity zamerali na teplotu ako kľúčový biomarker počiatočného odmietnutia transplantátu. Zvýšenie teploty zvyčajne sprevádza zápal, čo vedci videli na zvieracom modeli. Teplotné skoky až o 0,6 °C boli presnými indikátormi, ktoré varovali pred hroziacimi udalosťami odmietnutia orgánu.
„Teplota orgánov za normálnych okolností počas denného cyklu kolíše,“ povedala prvá autorka Surabhi Madhvapathyová. „Pozorovali sme abnormálne vyššie frekvenčné zmeny teploty vyskytujúce sa v priebehu ôsmich a 12 hodín v prípadoch odmietnutia transplantátu“.
Miniatúrny senzor má vysoko citlivý teplomer, ktorý dokáže rozpoznať drobné zmeny teploty, ktoré sú lokálne v obličkách. Môže tiež merať prietok krvi, no teplota sa ukázala ako účinnejšia ako systém včasného varovania.
Mäkký senzor je pripojený k malej sade elektroniky, ktorá je umiestnená vedľa orgánu. Gombíková batéria napája zariadenie a Bluetooth prenáša dáta do blízkych externých inteligentných zariadení.
„Všetky elektronické komponenty sú zapuzdrené v mäkkom, biokompatibilnom plaste, ktorý je jemný a flexibilný voči jemným tkanivám obličiek,“ povedala Madhvapathyová. „Chirurgické vloženie celého systému, ktorý je menší ako štvrť dolár, je rýchly a jednoduchý postup“.
Umiestnenie senzora na orgáne pod obličkovým puzdrom umožňuje, aby zostal na mieste bez ohľadu na fyzickú aktivitu.
„Kapsula udržuje zariadenie v dobrom tepelnom kontakte so spodnou obličkou,“ povedal Rogers. „Telá sa pohybujú, takže je tu veľa pohybu, s ktorým sa treba vysporiadať. Dokonca aj samotná oblička sa pohybuje. A je to mäkké tkanivo bez dobrých kotviacich bodov pre stehy. Boli to skľučujúce technické výzvy, ale toto zariadenie je jemné, bezproblémové rozhranie, ktoré zabraňuje riziku poškodenia orgánu“.
Zatiaľ čo táto technológia prvá svojho druhu ešte potrebuje rozsiahlejšie štúdie a testy na ľuďoch, vedci už pracujú na zlepšení dizajnu, aby umožnili nabíjanie gombíkovej batérie, aby zariadenie mohlo vydržať celý život. Vedci sa tiež domnievajú, že má potenciál byť prispôsobené na monitorovanie iných transplantovaných orgánov.
Štúdia bola nedávno publikovaná v magazíne Science.
