Personlig medicin är ett steg närmare för konsumenter, tack vare den lilla, implanterbara sensorer som kan ge en tidig varning om en persons hälsoproblem, ange den mest effektiva typen av träning för en individuell idrottare, eller till och med hjälpa triage sårade soldater. Det är visionen för en familj av enheter som forskare nu utvecklar. De har börjat marknadsföra sin första enhet i Europa och hoppas kunna få godkännande för denna teknik i USA

Forskarna presenterar sina resultat idag på 255:e National Meeting &Exposition of the American Chemical Society (ACS).

"Andra implanterbara sensorer som för närvarande finns på marknaden har en betydande nackdel, "Natalie A. Wisniewski, Ph.D., säger. "De provocerar ofta ett" främmande kropps "immunsvar som täcker sensorn med inflammatoriska celler eller ärrvävnad." Denna beläggning kan avlägsna enheten från kapillärer och förhindra att den känner av kemiska förändringar exakt, så det slutar fungera efter några veckor eller månader.

Wisniewski och hennes kollegor löste detta problem genom att lura kroppen så att den inte kan känna igen deras sensorer som främmande föremål. Sensorerna är mindre än en riskorn och är gjorda av en hydrogelställning som är lika flexibel som en kontaktlins. Forskarna såg också till att deras sensor saknar plana ytor, som är en död giveaway till celler som ett objekt inte är naturligt, säger Wisniewski, som är på Profusa Inc. Som ett resultat, celler och kapillärer växer in i sensorns porösa struktur utan att utlösa det oönskade immunsvaret. Faktiskt, Wisniewski meddelar idag att de första sensorerna som implanteras i mänskliga volontärer fortfarande fungerar efter mer än fyra år.

Den proprietära hydrogeln är en formulering baserad på poly (2-hydroxietylmetakrylat), en polymer som används för att göra mjuka kontaktlinser. Forskarna pryder hydrogelställningen med färgämnen som reagerar på koncentrationen av en analyt i blodet. Den typ av färgmolekyl som är fäst vid hydrogeln bestämmer analyten, som syre, koldioxid, glukos eller laktat, som en viss sensor kan känna igen. En liten detektor som hålls mot huden, eller fastnade för det som en lapp, lyser nära infrarött ljus genom huden, vilket får färgämnesmolekylerna att fluorescera mer eller mindre ljust beroende på koncentrationen av analyten. Även om detta fluorescerande ljus inte är synligt för mänskliga ögon, det kan ses av detektorn, som sedan trådlöst överför mätningen till en dator eller mobiltelefon för att registrera förändringen i ljusstyrka när analytkoncentrationen fluktuerar över tiden.

Profusa söker godkännande från USA:s Food &Drug Administration för sina enheter i USA. dess första produkt har godkänts för marknadsföring i Europa och har visat sig rapportera syrehalter i vävnad hos patienter som behandlas för perifer artärsjukdom, som påverkar miljontals människor världen över. Sjukdomen minskar flödet av syresatt blod i armar och ben, i vissa fall leder till amputation. Enheten används för att förhindra amputationer genom att informera läkare om sjunkande syrenivåer i en patients lemmar. Profusa startar också en klinisk prövning med University of California, San Francisco sponsrat av National Heart, Lunga, och Blood Institute för att använda sensorerna för att spåra syrenivåer hos patienter med kroniska fotsår.

Wisniewski och hennes kollegor utvecklar sensorer för andra analyser, såsom glukos, så att de kan bredda applikationer för enheterna. Dessutom, Profusa har arbetat för att förbättra sensorer som kan spåra ytterligare analyser som läkare normalt utvärderar via standardblodprov. Tanken är att injicera en enda sensor som detekterar flera kroppskemikalier samtidigt. "Sensorerna skulle tillhandahålla en kontinuerlig registrering av dina analyser i förhållande till din personliga baslinje, "Wisniewski förklarar." Om något går fel, det flaggades tidigt, innan du känner symptom, så att du kan komma till läkaren i tid för behandling. "Företaget har skapat en video som beskriver hur sensorn fungerar.

Wisniewski säger att militären också är intresserad av dessa enheter, och har gett support sedan företagets start. De tänker sig att använda sensorerna för att utvärdera soldaternas hälsa under utplaceringen eller för att ange vilka sårade soldater som ska behandlas först på slagfältet. Och idag, Wisniewski rapporterar preliminära resultat som visar att spårning av stigningar och fall av syrenivåer runt muskler med dessa sensorer ger en "syresignatur" som kan avslöja en persons kondition. Den informationen kan hjälpa militären att bestämma den bästa träningsplanen för varje soldat eller kan hjälpa idrottare att hitta de mest effektiva övningarna för att bygga muskler eller uthållighet.