Biologie

Universele biosensor redt levens met realtime tracking

Universele biosensor redt levens met realtime tracking


Voor mensen met een ziekte kan het van cruciaal belang zijn om de vitale functies, glucosespiegels en andere lichaamseigen chemicaliën constant te volgen. Een team van onderzoekers ontwikkelde een universele biosensor om bij deze processen te helpen. De biosensor controleert in realtime een verscheidenheid aan chemicaliën in de bloedbaan. Het kan zelfs worden gebruikt voor het volgen van bepaalde chemicaliën die verband houden met levensbedreigende aandoeningen zoals kanker of trombose.

[Afbeeldingsbron: University of California, Santa Barbara]

Een team onder leiding van H. Tom Soh, een elektrotechnisch ingenieur van Stanford University, ontwikkelde het Biosensor-apparaat. De chemicaliën die door het apparaat worden gemeten, omvatten insuline en medicijnen.

"Er kunnen best coole applicaties zijn," zei Soh.

Geneesmiddelen zoals antibiotica en kankerbestrijding moeten in de juiste dosering en binnen een bepaalde periode worden toegediend om effectief te zijn. Te weinig of te laat toedienen betekent dat het medicijn ertoe leidt dat de behandeling niet effectief is. Te veel van het medicijn veroorzaakt echter ongewenste bijwerkingen. De biosensor kan de medicijnniveaus in de bloedbaan volgen en indien nodig de vereiste medicijndosering toedienen.

In 2013 werd het systeem gebruikt om micromolaire concentraties antibiotica en chemotherapie toe te dienen aan ratten en mensen. Het systeem is sindsdien verbeterd door Peter Mage, postdoctoraal onderzoeker van Soh, om de geneesmiddelconcentratie bij levende dieren te controleren. Het is gecategoriseerd als een gesloten-lussysteem, een besturingssysteem met een voorwaarts pad en een feedbackpad. In dit geval test het voorwaartse pad de medicijnconcentratie in de bloedbaan en een feedbackpad verandert de medicijndosering volgens de real-time bloedspiegels.

De biosensor wordt momenteel gebruikt om een ​​konijn voor chemotherapie, doxorubicine genaamd, toe te dienen. Het medicijn wordt veel gebruikt. Het is echter moeilijk om het in de juiste dosering toe te dienen. De laboratoriumopstelling is als volgt: Het systeem zuigt continu bloed uit het oor van het konijn. De medicijnconcentratie in het bloed wordt gemeten door de sensor en de gegevens worden gebruikt door het feedbacksysteem om de medicijndosering aan te passen die aan het konijn wordt toegediend. Een programmeerbare pomp wordt gebruikt om het medicijn in het andere oor van het konijn te injecteren.

De sensor kan momenteel maar enkele uren werken. De onderzoekers van het apparaat hopen een apparaat te ontwikkelen dat kan worden gebruikt voor langdurige monitoring.

Het biosensorteam werkt momenteel samen met pediatrische kankerspecialisten om het therapeutische venster van verschillende geneesmiddelen bij kinderen te evalueren. Ze hopen het apparaat ook te gebruiken om eiwitten te lokaliseren die ons waarschuwen voor mogelijke infecties, hartaanvallen of ziekten.

De biosensor is niet het enige kunstmatige biologische apparaat dat de krantenkoppen haalt. Een paar maanden geleden werd een kunstmatige alvleesklier een goed voorbeeld van een bloedglucosemeetsysteem. Het door de FDA goedgekeurde apparaat meet automatisch om de paar minuten de bloedglucosespiegel en dient de nodige insulinedosis toe om de gezondheid van de patiënt te behouden. Dit type apparaat is van vitaal belang en kan het leven van patiënten met ernstige diabetes helpen redden.

ZIE OOK: 's Werelds eerste kunstmatige pancreas zojuist goedgekeurd

Geschreven door Terry Berman


Bekijk de video: SATO Visual Warehouse - Real Time Location Tracking System