Биосензорите трансформират управлението на бъбречните заболявания

Чудили ли сте се дали съществува неинвазивна, бърза и удобна система за проследяване на бъбречната функция? Той е малък и компактен, като смарт часовник и може да се носи 24 часа в денонощието. В същото време той може да бъде свързан с интернет, което ви позволява дистанционно да разбирате бъбречната функция и да използвате големи данни, машинно обучение и други методи за прогнозиране на риска от бъдещо намаляване на бъбречната функция. Ако някога сте мечтали, поздравления, мечтата ви е на път да се сбъдне!

 

 

 

 

Щракнете за cistanche deserticola за бъбречно заболяване

На 6 ноември 2022 г., на церемонията по награждаването на академичната конференция на Седмицата на бъбреците (Седмица на бъбреците) през 2022 г., проведена от Американското дружество по нефрология (ASN), нови in vivo и in vitro биосензиращи системи и техните приложения при промяна на управлението на бъбречните заболявания бяха въведени.

1. Въвеждане на нови биосензори

През последните 15 години революционното развитие на фундаменталната наука направи възможно хората да откриват физически промени в професионални медицински институции като болници. Методи за наблюдение като електрокардиограми и мозъчни вълни се използват широко в клиничната практика.

 

Въпреки това оборудването за откриване на биоелектричество, използвано в момента в клиничната практика, е директно покрито върху кожата и е трудно да се открият точно вътрешните състояния на тялото.

 

В допълнение, сегашното оборудване за откриване е сравнително обемисто и не може да се носи наоколо.

 

Като се има предвид това, чрез непрекъснатите усилия на учените, най-накрая през 2019 г. учени от Съединените щати интегрираха електрокардиограма, кръвно налягане, мониторинг на кислорода в кръвта и друго оборудване в преносим нов биосензор с размер на палец.

Какви показатели може да следи този нов биосензор?

Може да се персонализира да следи телесната температура и микробния потенциал (като електрокардиограма), да следи потта, кръвния поток, кръвното налягане, кислорода в кръвта, картографиране на вените и сърдечна аускултация. Освен това има специално модифицирани устройства за наблюдение на заздравяването на рани.

Учените смятат, че този нов тип биосензор може да се прилага при хора с ограничена подвижност или липса на езикови умения, като новородени. Биосензорът на бебето може да следи ЕКГ и телесната температура на бебето, докато червената точка на крака е оптично устройство за наблюдение, което може да следи нивото на кислород в кръвта.

Понастоящем повече от 20 държави, включително Съединените щати, са одобрили пускането на пазара на този нов тип биосензор (този тип нов тип биосензор не е в списъка в Китай). Такива устройства са обслужили повече от 12000 пациенти и са събрали повече от 150000 часа данни. Горните данни предполагат, че този нов биосензор е безопасен и надежден и има по-широки перспективи за приложение, като например за управление на бъбречни заболявания.

2. Нови биосензори и управление на бъбречните заболявания

В допълнение към прикрепването към повърхността на човешкото тяло, новият биосензор може също да бъде имплантиран в мозъка и сърцето, за да наблюдава кръвния поток вътре в органа и да персонализира съответните биомаркери.

 

За настоящия метод за изследване на нефропатия, въпреки че оценяването на скоростта на гломерулна филтрация (eGFR) е просто и лесно, резултатите от теста може да са фалшиво положителни или фалшиво отрицателни, а точността е ниска при някои популации.

„Златният стандарт“ за инспекция на бъбречно заболяване: бъбречната биопсия е инвазивен метод, който не може да бъде открит често и е трудно да се използва за наблюдение на бъбречно заболяване. Новият биосензор в тялото може да комбинира предимствата на двете за неинвазивно, точно и дългосрочно наблюдение на състоянието на бъбреците. Например, имплантирането на нови биосензори под капсулата на трансплантиран бъбрек може непрекъснато да проследява здравето на присадката, като например температурата и перфузионния статус на трансплантирания бъбрек.

 

Понастоящем прототип на биосензор в бъбреците е използван за наблюдение на бъбречната функция при животински модели.

Нов биосензор, който е мек и неотхвърлящ се имплантира в бъбреците на мишки и основната му цел е да оцени безопасността и ефективността на биосензора in vivo.

Най-важният компонент на устройството е капсулиран тънкослоен златен сензор (100nm скала), който може да следи температурата на повърхността на бъбрека на мишката. Проучването установи, че ако повърхностната температура на бъбрека на мишката е по-висока, състоянието на бъбречната перфузия е по-добро; ако повърхностната температура на бъбрека на мишката е по-ниска, състоянието на бъбречната перфузия е лошо.

 

Човешкото тяло също има подобни закони. Новият биосензор в тялото може да предава горните данни на компютъра чрез wifi или Bluetooth, за да помогне да се разбере състоянието на бъбреците. По-важното е, че в бъдеще могат да бъдат разработени процедури за оценка на риска от бъбречна хипоперфузия, за да се избегне рискът от остро бъбречно увреждане при реципиенти на бъбречна трансплантация или пациенти с хронично бъбречно заболяване.

Струва си да се спомене, че е изготвено предклинично проучване на монитор за бъбрек на свински модел и се очаква съответните резултати да бъдат публикувани през следващите година или две.

 

Нивата на някои биомаркери в потта корелират с нивата в кръвта. Така че новите биомонитори (наречени микрофлуидни устройства) също могат да се прикрепят към човешката кожа и да наблюдават потта, за да направят извод за нивата на лактоза, хлорид, рН и глюкоза в кръвта.

 

Такива устройства вече се използват широко в клиничната и спортната медицина. Докато креатининът, уреята и pH в потта могат да корелират с креатинина, уреята и pH в плазмата или кръвта. Ето защо екип разработи прототип на микрофлуидно устройство, което следи креатинина, уреята и pH в потта. Прототипът може неинвазивно, в реално време и преносимо да наблюдава нивата на креатинина, уреята и стойностите на pH в човешката пот, за да оцени стойностите на креатинина, уреята и pH в човешката кръв. Когато се съберат достатъчно клинични данни чрез новите in vivo и in vitro биомонитори, машинното обучение може да се използва за разбиране на риска от намаляване на бъбречната функция при пациенти и предписанието може да бъде коригирано във времето въз основа на тези данни.

За да обобщим, новите биосензори са постигнали определени резултати в предклинични и клинични изследвания и са пуснати в някои страни.

 

Скоро ще бъде възможно 7×24-часово наблюдение и управление на бъбреците на пациентите, което ще намали риска от остро бъбречно увреждане при някои пациенти с хронично бъбречно заболяване и реципиенти на бъбречна трансплантация и ще спомогне за подобряване на крайната прогноза на пациентите.

---

за повече информация:ali.ma@wecistanche.com