Маленькая лаборатория под кожей

Люди – настоящие химические заводы. Мы производим тысячи химических веществ и транспортируем их с помощью нашей крови по всему организму. Некоторые из этих веществ можно использовать как индикаторы состояния здоровья. Команда ученых из Технологического института в Лозанне разработала небольшое устройство, которое может анализировать концентрацию разных химических веществ в крови. Устройство, имплантированное непосредственно под кожу, может одновременно обнаружить до пяти белков и органических кислот, а затем передавать результаты непосредственно на компьютер врача. Этот метод позволит более персонализировано подходить к анализам, чем при традиционном анализе крови. Врачи смогут лучше контролировать состояние пациентов с хроническими заболеваниями и тех, кто проходит курс химиотерапии. Прототип находится еще в экспериментальной стадии, но уже продемонстрировал, что способен надежно обнаруживать несколько веществ.

Устройство было разработано в лаборатории интеллектуальных систем Технологического института в Лозанне группой ученых под руководством Джованни Де Микели и Сандро Каррераa. Имплантат — настоящая находка концентрированных технологий, так как его размер всего несколько кубических миллиметров, но он имеет пять датчиков, радиопередатчик и систему подачи питания. Имплантат излучает радиоволны безопасных частот. Информация поступает на экран компьютера врача непосредственно из организма пациента. Устройство собирает данные и передает их через Bluetooth на мобильный телефон, который затем перенаправляет ее врачу. При создании устройства большое внимание было уделено разработке датчиков. Для захвата целевого вещества в организме (например, лактаты или глюкозы) поверхность каждого датчика покрыта определенными ферментами. Ученые говорят, что потенциально можно было бы обнаружить все, что угодно, но ферменты имеют ограниченный срок пригодности и хорошо тестируют в течение приблизительно полутора месяцев, но для многих заболеваний этого вполне достаточно. Кроме того, устройство очень легко снять и заменить другим имплантатом, так как оно очень мало. Исследователи говорят, что при создании устройства разработка электроники также была значительной частью проблемы — не так легко разработать систему, которая может работать только на десятой части ватта.

Исследователи считают, что этот имплантат может быть особенно полезен при химиотерапии. В настоящее время для оценки толерантности пациентов к определенной дозировке лечебного препарата онкологи используют только периодически сделанные анализы крови. При этом очень трудно управлять оптимальной дозой. Де Микели убежден, что его система станет важным шагом на пути к лучшей, более персонализированной медицине. Это устройство позволит непрерывно мониторить состоянии пациента на основе самых свежих данных об индивидуальной переносимости препарата, а не только ориентируясь на возраст и вес пациента или на еженедельные анализы крови. При хронических заболеваниях имплантаты могут отправлять врачу предупреждение об ухудшении состояния пациента еще до появления первых симптомов, что поможет вовремя начать лечение.

Исследователи считают, что новая система имеет огромный потенциал, когда необходимо контролировать развитие патологии или определить толерантность к лечению. Прототип уже испытан в лабораторных условиях и зарекомендовал себя как более надежный источник информации, чем традиционные методы анализа. Исследователи надеются, что система будет коммерчески доступна уже в течение четырех лет.