"kleine lab", geïmplanteerd onder de huid, verzendt bloedmarkeringsniveaus



Wetenschappers in Zwitserland hebben een "klein lab" ontwikkeld op een chip die bij het implantaten net onder de huid niveaus van maximaal vijf stoffen in het bloed kan opsporen en de resultaten draadloos naar een smartphone of ander ontvangstapparaat in een "telemedicine" -netwerk kan doorgeven. Zij suggereren dat het apparaat in vier jaar klaar was voor de markt en veel mogelijkheden heeft, zoals het helpen van artsen om patiënten die chemotherapie ondergaan te controleren.

Andere teams hebben soortgelijke implanteerbare toestellen ontwikkeld, maar het team van Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) zegt dat huns de eerste is om tegelijkertijd verschillende bloedmarkers te controleren.

Teamleiders Giovanni de Micheli en Sandro Carrara zeggen dat ze nog steeds experimenteren met het prototype apparaat, maar het kan betrouwbaar detecteren van veel voorkomende stoffen.

Implantaat en Skin Patch

Het apparaat bestaat uit twee delen: het "kleine lab" dat onder de huid wordt geïmplanteerd en een "intelligente patch", die vlakbij het implantaat aan de buitenkant van de huid ligt.

Het implantaat meet 14 mm bij 2 mm en bevat vijf nano-grootte sensoren die het detecteren. Het wordt in het interstitiële weefsel geplaatst net onder de huid van de buik, of armen of benen, met een naald.

De intelligente patch gaat over de grootte van een creditcard en doet twee dingen: het levert 1/10 watt aan het implantaat via de inductie door de huid (dus geen operatie nodig wanneer batterijen moeten vervangen) en ontvangt ook data via Radiogolven van het implantaat dat het verwerkt en vervolgens via Bluetooth verzendt.

Het team heeft het apparaat al voor vijf verschillende stoffen getest en getoond dat het zo betrouwbaar is om ze te meten als traditionele bloedonderzoeken.

Ontwerpuitdaging die veel disciplines inhoudt

Het project om het apparaat te ontwikkelen maakt deel uit van het Zwitserse Nano-Tera-initiatief, die erop gericht is om onderzoekers uit verschillende envrionment en medische disciplines samen te brengen. Het team dat dit prototype ontwikkelde omvat experts in elektronica, computing, biologie en medicijnen.

Een belangrijk kenmerk van de technologie van het apparaat is de nanosensors. Bij hun ontwikkeling is grote zorg genomen, zeg de wetenschappers.

Het oppervlak van elke sensor is bekleed met een enzym dat de doelverbinding, bijvoorbeeld lactaat, glucose of ATP vastlegt.

De Micheli zegt:

"Potentieel kunnen we bijna alles ontdekken, maar de enzymen hebben een beperkte levensduur en we moeten ze zo lang mogelijk ontwerpen."

Op dit moment duurt de enzymen ongeveer 6 weken, wat lang genoeg is voor veel toepassingen, zegt De Micheli. Bovendien, omdat het implantaat zo klein is, is het niet moeilijk om het te verwijderen en te vervangen door een nieuwe.

Een andere uitdaging voor het ontwerp was de elektronica, vooral de kleine elektrische spoel die inductieve kracht ontvangt van de patch.

"Het was niet makkelijk om zo'n systeem te krijgen op slechts een tiende van een watt," zegt De Micheli.

Hij en zijn collega's hopen dat het apparaat binnen 4 jaar commercieel beschikbaar zal zijn.

Potentiële toepassingen omvatten gepersonaliseerde chemotherapie

De wetenschappers geloven dat het apparaat dokters zal helpen om hun patiënten meer gepersonaliseerde zorg te bieden dan traditionele bloedonderzoeken kunnen bieden.

Zij kunnen continu patiënten monitoren, een groot voordeel bij de behandeling van chronische ziekten of bijvoorbeeld chemotherapie.

Op dit moment monitoren oncologen de voortgang en tolerantie van kankerpatiënten bij dosering tijdens chemotherapie met regelmatige bloedonderzoeken.

De Micheli verwacht dat het apparaat hen zal helpen de optimale dosering veel gemakkelijker te bedienen.

"Het zal directe en continue monitoring mogelijk maken op basis van de individuele tolerantie van een patiënt, en niet op leeftijds- en gewichtsdiagrammen of wekelijkse bloedonderzoeken," legt hij uit.

Een ander potentieel gebruik voor het implantaat is waar het controleren van stoffen in het lichaam de behoefte aan interventie of medicatie kan voorspellen, waarschuwingen verzenden wanneer niveaus een kritisch punt bereiken.

In een video interview geeft Carrara het voorbeeld van hoe enkele uren voor een hartgeval zoals een hartaanval, metabolieten in de bloedbaan worden vrijgegeven. Het apparaat kan worden gepresteerd om deze metabolieten te detecteren en een waarschuwing uit te sturen.

Een andere potentiële toepassing is het helpen van diabetici om hun bloedsuiker onder controle te houden.

Onderzoeksresultaten worden gepresenteerd op 20 maart tijdens de Conferentie Design, Automation en Test in Europe (DATUM 13).

Een ander voorbeeld van verhuizing naar gepersonaliseerde chemotherapie is onlangs onthuld door Britse wetenschappers die een bloedtoets voorstellen die fragmenten van DNA-schuur door dorende tumorcellen opsporen, op een dag kunnen worden gebruikt om te monitoren hoe goed patiënten op kankerbehandeling reageren.

Kleine Lab Dakota (Video Medische En Professionele 2018).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk