Медицина
Технології
Медицина
Технології

Вчені створили надчутливі патчі з флюоресцентними мікроголками

Американські інженери розробили прототип патчу з мікроголками, який виявляє в міжклітинній речовині біомаркери за допомогою флуоресцентної речовини з безпрецедентною чутливістю. Вчені сподіваються, що невдовзі патчі з мікроголками стануть безболісною заміною процедурі взяття крові для аналізів. Опис винаходу детально описаний у журналі Nature Biomedical Engineering.

Sisi Cao / Washington University in St. Louis

Sisi Cao / Washington University in St. Louis

У чому перевага патчів з мікроголками?

Взяття крові для аналізів є рутинною неприємною процедурою, яку хоча б раз в житті переживає, мабуть, кожна людина. Однак часто вона є необхідною, оскільки дає змогу виявляти в організмі біомаркери захворювань — антитіла до збудників інфекцій, цитокіни, що вказують на запалення тощо. Багато дослідників вважають, що замінити болючу процедуру із взяттям крові можуть патчі з мікроголками. Вони схожі на звичайний медичний пластир, але на їхньому внутрішньому боці розташований масив із мікроскопічних голок. Ці голки надто маленькі, щоб викликати суттєвий дискомфорт, проте достатні, щоб всотати в себе зразки міжклітинної рідини. У ній теж є біомаркери, хоча там їх менше і виявити важче, ніж у крові. Обійти це обмеження спробували інженери з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі.

Що придумали науковці?

Науковці вдосконалили звичайну конструкцію патчів з мікроголками, додавши до неї флуоресцентну речовину. Суть у тому, що вона може реагувати на присутність розшукуваного біомаркера в міжклітинній рідині яскравим світінням. Розроблена американськими науковцями речовина у 1 400 разів яскравіше світиться, ніж інші наявні сенсори. Така властивість, припустили вчені, дає змогу визначати наявність біомаркера в суттєво нижчих концентраціях, у порівнянні з іншими патчами. Якщо інші патчі виявляють біомаркери в концентрації принаймні кількох мікрограмів на мілілітр рідини, то нова технологія вловлює кілька пікограмів на мілілітр, тобто кількох трильйонних частин мілілітра.

І як спрацював задум?

Поки що технологію перевірили на лабораторних мишах, але результати обнадійливі. Патчі з мікроголками успішно зреагували на наявність в міжклітинній рідині тварин біомаркерів ефективності вакцин, запальних біомаркерів та білка періостину, який важко виявляється у крові чи інших рідинах. Винахід покращив межі виявлення біомаркеру майже в 800 разів, у порівнянні зі звичайними патчами на основі технології флуоресцентних речовин.

Перш ніж мова зайде про використання таких патчів у клінічній практиці, вченим потрібно зробити багато роботи. Приміром, визначити, які показники біомаркера в міжклітинній рідині вважати за нормальні, а які — за відхилення.