Taki biosensor może odmienić monitorowanie urazów mózgu

Jest cieńszy niż włos i może wykryć zmiany w mózgu. Stworzono niesamowity implant

Naukowcy przetestowali niewielki implant, który może wykrywać biomarkery związane z urazami mózgu. Badania laboratoryjne wykazały, że potencjał urządzenia do monitorowania zdrowia jest ogromny.

Zespół uczonych z Uniwersytetu Stanowego Ohio opracował niewielki chip, który może pozwolić na wykrywanie zmian w stężeniu związków chemicznych świadczących o chorobie i wysyłanie wyników do lekarzy w czasie rzeczywistym. Implant jest elastyczny i cieńszy niż ludzki włos, a jego wszczepienie do mózgu jest zabiegiem minimalnie inwazyjnym.

Przed nami długa droga od naszych testów w laboratorium do realnych zastosowań, ale wyniki badań są bardzo zachęcające.

Jinghua Li, asystent profesora z Uniwersytetu Stanowego Ohio

Takiego biosensora jeszcze nie było

Implant może mieć wiele potencjalnych zastosowań, ale zespół Li skupił się na sprawdzeniu, w jaki sposób mógłby zostać wykorzystany do monitorowania pacjentów z urazowym uszkodzeniem mózgu (TBI). Po takim zdarzeniu, może dojść do wtórnych uszkodzeń, nawet kiedy wydaje się, że stan pacjenta się poprawił.

Chcemy biosensor, który jest w stanie stale monitorować tkankę mózgową, aby wykryć zmiany w stężeniu jonów w płynie mózgowo-rdzeniowym. Zmiany te pojawiają się we wtórnym TBI jako wczesny sygnał ostrzegawczy pogarszającego się stanu zdrowia.

Jinghua Li

Naukowcy przetestowali implant w sztucznym roztworze naśladującym płyn mózgowo-rdzeniowy i stwierdzili, że może on dokładnie wykryć zmiany a poziomach jonów potasu i sodu, które są charakterystyczne w TBI. Uczeni przetestowali biosensor także w ludzkiej surowicy krwi, w której z powodzeniem monitorowali poziom pH.

Czytaj też: Implant rdzenia kręgowego z komórek macierzystych działa. Testy kliniczne na ludziach rozpoczną się za 2-3 lata

Implant zawiera elementy elektroniczne (tzw. tranzystory polowe), które po namierzeniu konkretnych substancji chemicznych, indukują sygnał elektryczny. Ten może być wykrywany i analizowany poza organizmem.

Kiedy tworzymy czujnik biochemiczny, chcemy mieć pewność, że urządzenie reaguje tylko na konkretne substancje chemiczne, które nas interesują i ignoruje szum z innych biomarkerów. Jest to trudne do osiągnięcia w tak złożonym systemie jak nasz organizm.

Jinghua Li

Trzeba pamiętać, że sam biosensor musi być w stanie wykryć zmiany płynu mózgowo-rdzeniowego, ale elektronika powinna być przed nimi chroniona. Wodoodporna otoczka biosensora wykonana jest cienkiej warstwie dwutlenku krzemu wytworzonemu w temperaturze powyżej 1000oC. Badania potwierdziły, że wodoodporna otoczka o grubości kilkuset nanometrów może przetrwać co najmniej kilka lat w temperaturze ciała.

Czytaj też: Kontrolowany komputerowo implant pomoże walczyć z depresją i innymi chorobami psychicznymi

Zdaniem twórców, biosensory mogą być wykorzystywane nie tylko do analizy jonów i neuroprzekaźników, ale być może także do wykrywania peptydów, białek, kwasów nukleotydowych i innych substancji chemicznych w organizmie. To z kolei może oznaczać przełom dla wielu chorób przewlekłych, m.in. alzheimera i parkinsona.