Ter: En umut verici non-invaziv tespit yöntemi!
Kılavuz
Son zamanlarda, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Cincinnati Üniversitesi'nden bir bilimsel araştırma ekibi, minyatür taşınabilir sensörler aracılığıyla insan sağlığını tespit etmede tükürük, gözyaşı, ter ve diğer biyolojik sıvıların potansiyelini test etti ve terin, non-invaziv tespitte en umut verici olduğu sonucuna vardı.
arka fon
İnsan sağlığını teşhis etmek için kan her zaman ilk seçenek olarak görülmüştür. Örneğin, kan şekeri göstergelerini kontrol ederek bir kişinin şeker hastası olup olmadığını belirleyebiliriz. Bununla birlikte, kan testi kaçınılmaz olarak insan vücudunda travmaya neden olacaktır ve bunu yapacak profesyonel bir teknisyen bulmak için genellikle hastane laboratuvarına gitmek gerekir.
Modern hastanelerde kan testleri laboratuvarı (Resim kaynağı: Wikipedia)
Kan, tükürük, gözyaşı ve terin yanı sıra insan sağlığını kontrol etmek, hastalıkları teşhis etmek ve iyileştirici etkileri izlemek için travmatik olmayan bir inceleme yöntemi olarak kullanılabilen biyolojik belirteçler de içerir. Bugün odaklanmak istediğimiz şey ter.
Ter, ekzokrin ter bezlerinden kaynaklanır ve dermal kanallardan epidermis yoluyla deri yüzeyine taşınır.Her damla terde% 0.2-1% çözünen bulunur. Bu çözücüler, insanların elektrolit dengesizliği derecesini, laktik asit indeksini, ter glikoz seviyesini, dehidrasyon ve kalori yanma değerini izleyebilecekleri çeşitli iyonlar, amino asitler, hormonlar, proteinler, peptitler ve diğer sekresyonları içerir.
Koldaki ter boncukları (Resim kaynağı: Wikipedia)
Şaşırtıcı şekilde, ter çok fazla önemli biyolojik belirteç içerir. Terin analiz edilmesi yalnızca fiziksel hareket durumunu, nem durumunu ve kas yorgunluğunu anlamamıza yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda bazı hastalıkların teşhisine de yardımcı olur. Örneğin, terdeki tuz konsantrasyonu kistik fibroz ile ilişkili olabilir; terdeki pH değeri cilt hastalıkları veya diyabet ile ilgili olabilir.
Ter, sadece kan kadar faydalı bilgiler açısından zengin değildir, aynı zamanda kimyasal göstergeleri, tükürük ve gözyaşından çok sağlığı izlemek için daha uygundur. Kan testi ile karşılaştırıldığında (bir test, yalnızca bir noktada veri elde edebilir), ter testi yalnızca invazif değildir, aynı zamanda zaman içinde sürekli olarak biyobelirteç verileri elde edebilir.
Yazar daha önce terle ilgili bazı sensörler ve giyilebilir cihazlar tanıttı:
Durum 1: Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Northwestern Üniversitesi tarafından geliştirilen esnek mikroakışkan cihaz, kullanıcının ter bileşimini ölçmek için cilde kolayca takılabilir ve böylece vücudun egzersize ve sağlığa tepkisini izleyebilir.
(Fotoğraf kredisi: John A. Rogers / Northwestern Üniversitesi)
Örnek 2: Hollanda'daki Eindhoven Üniversitesi tarafından geliştirilen esnek bir ter sensörü, ek harici enerji kaynağına ihtiyaç duymadan teri çekmek için doğadaki bitkilere benzer bir "pompa" yapısı kullanıyor.
(Resim kaynağı: Eindhoven Teknoloji Üniversitesi)
Durum 3: Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley tarafından geliştirilen giyilebilir esnek bir sensör, biyokimyasal göstergeleri gerçek zamanlı olarak izleyebilir ve sağlığımızı gerçek zamanlı olarak izleyebilir.
(Resim kaynağı: California Üniversitesi, Berkeley)
Örnek 4: Güney Kore'deki Seul Temel Bilimler Enstitüsü tarafından geliştirilen esnek bir grafen bileklik, kan şekeri seviyesini analiz etmek ve bunu kablosuz olarak bir mobil cihaza göndermek için bir sensör aracılığıyla hastanın terinin sıcaklığını ve pH'ını algılayabilir. Ardından mobil cihaz, kan şekeri verilerine göre dozu hesaplar. Kan şekeri seviyesi çok yüksek bulunursa, bileklik içindeki ısıtıcı kaplamayı ısıtmaya ve ayrıştırmaya başlayacak, 41 dereceye ulaşacak ve mikro iğneler açığa çıkmaya başlayacak ve kan şekeri seviyelerini düşürmek için metformin ilaçları bırakacaktır.
(Resim kaynağı: Hui Won Yun, Seul Ulusal Üniversitesi)
Yenilikçilik
Son zamanlarda, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Cincinnati Üniversitesi'nden profesör Jason Heikenfeld liderliğindeki bir bilimsel araştırma ekibi, tükürük, gözyaşı, ter ve diğer biyolojik sıvıların bazı minyatür taşınabilir sensörler aracılığıyla insan sağlığını incelemedeki potansiyelini inceledi ve terin en invaziv olmayan tespit olduğu sonucuna vardı. umut. Çünkü ter sadece kana benzer bilgiler sağlamakla kalmaz, salgılama hızı da kontrol edilebilir ve ölçülebilir.
(Resim kaynağı: Andrew Higley / UC Creative Services)
İlgili makaleler "Nature Biotechnology" dergisinde yayınlandı.
teknoloji
Profesör Heikenfeld gazetede şu noktaya değindi: Bilim adamlarının insan sağlığı testlerinde dört dalga keşif var.
(Resim kaynağı: referans [2])
İlk dalga: Doktorlar travmatik bir şekilde kan örnekleri almaya ve kan örneklerini inceleme için laboratuvara göndermeye başlarlar Bu muayene sadece zaman alıcı değil, aynı zamanda yoğun emek gerektirir. Ancak bu yöntem günümüzde hala kullanılmaktadır.
İkinci dalga: 1980'lerden başlayarak, araştırmacılar "yatak başı tespiti" veya "anında tespiti" benimsemeye başladı. Bu yöntem, doktorların numuneleri laboratuvara göndermelerine gerek kalmadan anında sonuç almalarını sağlar. Doktorlar, hastaların yanında gerçek zamanlı tespit gerçekleştirmek için minyatür taşınabilir cihazlar kullanabilir.
Üçüncü dalga: İnsan sağlığını sürekli ve gerçek zamanlı izlemek için giyilebilir cihazları kullanın. Bu cihazlar zaman içinde veri toplar ve bu da doktorların, tek bir muayenenin sonuçlarına güvenmek yerine hastaların sağlık gelişim eğilimini gerçek zamanlı olarak izlemelerine yardımcı olur.
Dördüncü dalga: Bilim adamları sonunda uzun vadeli teşhis ve izleme yapmak için implante edilebilir tıbbi cihazlar kullanacaklar, ancak bu, araştırmacıların daha uzun bir süre boyunca daha doğru bilgi sağlayabilen çok sağlam sensörler oluşturmasını gerektiriyor. Bu tür bir teknoloji son derece zorlu olacaktır çünkü bu sensörlerin performansı değişebilir ve insan vücudunda uzun süre verimli çalışmayı sürdüremez.
Cincinnati Üniversitesi Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Fakültesi'nden Profesör Heikenfeld'in yenilikçi ekipman laboratuvarı liderlik ekibinde yürüttüğü araştırma, keşiflerin üçüncü dalgasında.
(Resim kaynağı: Joseph Fuqua II / UC Creative Services)
Laboratuvarda Heikenfeld ve öğrencileri, yara bandı büyüklüğünde giyilebilir bir yamayı temel alan yeni bir sensör türü yaratıyorlar. Bu sensör, hasta soğukken ve dinlenirken bile ter salgılanmasını uyarabilir. Ayrıca bu sensörler, doktorların belirli ilaç tedavilerinin etkilerini belirlemesine yardımcı olmak için belirli biyobelirteçleri de ölçebilir. Ayrıca, bu sensörler ilaçlardan neme ve hormonlara kadar herhangi bir indeksi test edecek şekilde özelleştirilebilir.
Geçen yıl, laboratuvar, sağlığı sürekli olarak izleyebilen dünyanın ilk ter sensörünü yarattı ve tıpkı doktorların nesiller boyu kanda kontrol ettiği bilgiler gibi, sağlık bilgilerini ter içinde kaydedebiliyor. Bu, dönüm noktası niteliğinde bir buluş, çünkü doktorların, hastanın sağlığının iyileşip iyileşmediğini belirlemek için zaman içinde hastaların sağlığını izlemelerine olanak tanıyor. Dahası, bir seferde 24 saat ter salgılanmasını uyarmak için cilde invazif olmayan bir şekilde mikro yama uyguladılar.
(Resim kaynağı: Joseph Fuqua II / UC Creative Services)
Geçen Aralık ayında, Heikenfeld ve öğrencileri son deneysel sonuçlarını "Lab on a Chip" dergisinde yayınladılar. Bu çalışma, deneklerin etanol metabolizmasını izledi ve terin vücuttaki ilaçları ölçerken kanla neredeyse aynı bilgiyi sağlayabileceği sonucuna vardı.
değer
Bu yeni sensör türünün, hastalıkları ve sağlık koşullarını izleme yöntemimizde devrim yaratması ve bize daha kişiselleştirilmiş tedaviler sunması bekleniyor. Araştırmacılar, bu teknolojiyi ticari bir ürüne dönüştürmek için bazı endüstriyel ortaklarla (Assurex Health, Enable Injections, Eccrine Systems gibi) zaten işbirliği yaptılar.
Heikenfeld şunları söyledi: "İlaç tedavisi için, kandaki ilacın konsantrasyonunu doğru bir şekilde ölçmek için ter kullanabiliriz. Bu önemlidir çünkü ilacın kandaki konsantrasyonunu ölçebildiğimizde ilaç dozunun ayarını inceleyebiliriz. Şu anda, , İlaç dozunun ayarlanması biraz taş devri yöntemine benzer. "
Bir bilgisayar biyoloğu ve makalenin ortak yazarı Tongli Zhang, bunlar gibi cihazların doktorların kişiselleştirilmiş tıbbi bakım sağlamasına yardımcı olacağını söyledi. "Çocukların ve yetişkinlerin aynı ilaç dozunu almasına izin veremezsiniz. Benzer şekilde ilaç dozunu hastanın kilosuna göre belirleyeceğiz. Ancak bazı hastalarda karaciğer veya böbrek yetmezliği olabilirken diğer hastalar ilaçtan etkilenebilir. Metabolizma hızı 10 kat daha hızlı olabilir. Bu nedenle, aynı doz bazı hastalar için etkili olmayabilirken diğerleri için toksik olabilir. "
Zhang, sürekli çalışan sensörlerin mevcut tıbbi tedaviyi temelden değiştirebileceğini söyledi. "Kişiye özel ilaçlar gittikçe daha önemli hale geliyor. Bunun önemli olduğunun farkındayız. Vücutta neler olduğunu anlayabilirsek, tıbbi tedaviyi buna göre ayarlayabiliriz." Dedi.
Anahtar kelime
Ter, tıbbi, giyilebilir, sensör
Referans
[1] https://www.uc.edu/news/articles/2019/03/n2074289.html
[2] Jason Heikenfeld, Andrew Jajack, Benjamin Feldman, Steve W. Granger, Supriya Gaitonde, Gavi Begtrup, Benjamin A. Katchman. Periferik biyokimyasal izleme için biyoakışkanlardaki analitlere erişim. Nature Biotechnology, 2019; DOI: 10.1038 / s41587-019- 0040-3
