Інженери розробили бездротовий пристрій для моніторингу в режимі «реального часу» стану пересаджених органів.
Дослідники з Північно-Західного університету розробили перший електронний пристрій для безперервного моніторингу здоров’я трансплантатів. Ультратонкий м’який імплантат, розташований на пересадженій нирці, виявляє перепади температури, пов’язані зі запаленням і іншими реакціями організму, що виникають при відторгненні. Дані бездротовою мережею надходять на смартфон або планшет.
Датчик поруч з монетою в чверть долара (зверху) і готовий пристрій, поміщений в біосумісний пластиковий корпус (внизу). Фотографії: Northwestern University
Ширина датчика становить 0,3 см, довжина — 0,7 см, а товщина — 220 мкн. Пристрій менше нігтя на мізинці, а його товщина порівнянна з людським волоссям. Щоб прикріпити пристрій до нирки, інженери використовували природну біологію цього органу. Нирка покрита фіброзним шаром, нирковою капсулою, який захищає орган від пошкоджень. Датчик поміщається під капсулою і щільно прилягає до нирки.
Пристрій містить високочутливий термометр, який фіксує незначні зміни температури в нирках (з точністю до 0,004 °С). Пристрій також вимірює кровотік, але, як показали експерименти, температура краще пророкує відторгнення. Пристрій працює від мініатюрної електричної батарейки і використовує технологію Bluetooth для безперервної бездротової передачі даних на зовнішні пристрої.
Вчені протестували роботу пристрою на щурах з пересадженими нирками. Аналіз показав, що місцева температура трансплантата підвищується (іноді на 0,6 °C) — перед відторгненням. У тварин, які не отримували імунодепресантів, температура підвищувалася за два-три дні до зміни біомаркерів в зразках крові. У тварин, які отримували терапію, — за три тижні, перш ніж підвищувалися креатинін і азот сечовини крові.
Датчик для безперервного моніторингу пересадженої нирки
Відторгнення може статися в будь-який момент після трансплантації — відразу після операції або через роки. Часто процес починається непомітно, і пацієнти на ранніх етапах не відчувають ніяких симптомів. При своєчасному виявленні імунної реакції лікар призначає спеціальну терапію. Якщо зробити це занадто пізно, орган буде втрачено, а пацієнт виявиться в ситуації небезпечної для життя.
Традиційно для діагностики відторгнення використовуються біопсія і аналізи крові. Але ці дослідження неможливо проводити регулярно. Інженери вважають, що використання регулярного моніторингу підвищить якість життя пацієнтів і запобіжить розвиток небезпечних для життя симптомів. Вчені продовжать тестування пристрою на великих тварин перед початком клінічних випробувань.