Ο βιοαισθητήρας που παρακολουθεί τα μόρια σε πραγματικό χρόνο

Μια καινοτόμα τεχνολογική πρόταση από το Stanford University υπόσχεται να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο μπορούμε να παρακολουθούμε τη μοριακή κατάσταση του σώματός μας σε πραγματικό χρόνο. Ερευνητές από τα εργαστήρια του Tom Soh ανέπτυξαν έναν προηγμένο βιοαισθητήρα σε νανοκλίμακα, ονόματι SENSBIT, ο οποίος μπορεί να λειτουργεί συνεχώς εντός ζωντανού οργανισμού για χρονικό διάστημα έως και επτά ημέρες, αριθμός που ξεπερνά κατά πολύ τις δυνατότητες των σημερινών συσκευών.

Ο SENSBIT (Stable Electrochemical Nanostructured Sensor for Blood In situ Tracking) βασίζεται σε μία δομή εμπνευσμένη από το ανθρώπινο έντερο. Το εσωτερικό του καλύπτεται από μια επιφάνεια νανοπορώδους χρυσού, η οποία μιμείται τις μικρολάχνες που εντοπίζονται στο τοίχωμα του παχέος εντέρου, ενώ διαθέτει και ένα προστατευτικό πολυμερές, σχεδιασμένο κατά τα πρότυπα της βλέννης του εντέρου. Αυτή η βιομιμητική προσέγγιση εξασφαλίζει ότι ο αισθητήρας παραμένει ευαίσθητος και σταθερός ακόμη και υπό συνεχή έκθεση σε αίμα που ρέει μέσα στα αγγεία.

Η συσκευή αυτή έρχεται να δώσει λύση σε ένα διαχρονικό πρόβλημα της βιοϊατρικής τεχνολογίας: την έλλειψη αισθητήρων ικανούς να παρακολουθούν σε βάθος χρόνου τις μεταβολές ουσιών στον οργανισμό. Μέχρι σήμερα, οι υπάρχοντες βιοαισθητήρες είχαν περιορισμένη διάρκεια ζωής μέσα στο σώμα λόγω της αντίδρασης του ανοσοποιητικού συστήματος. Παρά τις προηγούμενες προσπάθειες του Soh και της ομάδας του, η τεχνολογία δεν κατάφερνε να επιβιώσει περισσότερο από μερικές ώρες.

Η νέα προσέγγιση του SENSBIT φέρνει επανάσταση: σε δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν σε αρουραίους, η συσκευή κατάφερε να λειτουργήσει απρόσκοπτα για επτά ημέρες, ενώ σε ανθρώπινο ορό διατήρησε πάνω από το 70% της απόδοσής της για έναν ολόκληρο μήνα. Είναι εντυπωσιακό πως, συγκριτικά, προηγούμενες συσκευές ίδιου τύπου δεν ξεπερνούσαν τις 11 ώρες συνεχούς λειτουργίας εντός αιμοφόρων αγγείων.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι αυτή η τεχνολογία μπορεί να οδηγήσει σε ένα νέο ιατρικό παράδειγμα: συνεχή παρακολούθηση μορίων, η οποία θα επιτρέπει την έγκαιρη διάγνωση ασθενειών πριν εμφανιστούν συμπτώματα, καθώς και την εξατομικευμένη προσαρμογή θεραπειών σε πραγματικό χρόνο. Ο Yihang Chen, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και εμπνευστής του βιομιμητικού σχεδιασμού, δήλωσε πως η ομάδα του εμπνεύστηκε από τον τρόπο που το έντερο προστατεύει τους ιστούς του από παθογόνα, χωρίς να διακόπτει την πρόσβαση σε κρίσιμα βιοχημικά σήματα.

Η επίσημη δημοσίευση της έρευνας έγινε στο περιοδικό Nature Biomedical Engineering, αποκαλύπτοντας πώς η μακροχρόνια προσπάθεια περισσότερων από δώδεκα ετών κατέληξε σε έναν αισθητήρα που όχι μόνο αντέχει σε ακραίες συνθήκες, αλλά και μπορεί να παρακολουθεί μικρά μόρια (όπως φαρμακευτικές ουσίες) με ακρίβεια και αξιοπιστία.

Παρόλο που ο SENSBIT δεν είναι η μοναδική τεχνολογία που επιδιώκει συνεχή μοριακή παρακολούθηση, τα μέχρι τώρα αποτελέσματα δείχνουν ξεκάθαρα την υπεροχή του έναντι άλλων λύσεων. Αν επιβεβαιωθεί η αποτελεσματικότητά του και σε ανθρώπινα μοντέλα, τότε ίσως βρισκόμαστε ένα βήμα πιο κοντά σε μια εποχή που οι γιατροί θα μπορούν να διαβάζουν τις βιοχημικές μεταβολές του οργανισμού μας όπως ένα ιατρικό dashboard, αναλύοντας σε πραγματικό χρόνο την πορεία της υγείας μας.

[via]