Новый медицинский датчик с точностью 98% определяет муковисцидоз по поту

Уже есть много пластырей, прикрепляемых к коже, которые обнаруживают биомаркеры в поту человека. Концентрация этих химических веществ в поте коррелирует с их концентрацией в крови. Хотя эти пластыри действительно предоставляют безболезненную альтернативу взятию крови с помощью иглы, они требуют от пациентов усиленного потоотделения, например, бега на беговой дорожке или выполнения других видов интенсивных упражнений.

Такие действия обычно должны выполняться в клинике. К тому же, не все способны к физической активности, например, младенцы и люди с ограниченной подвижностью.

Одна из альтернатив предполагает использование накладных устройств, которые стимулируют потовые железы выделять пот исключительно за счет применения слабого электрического тока. Однако эти гаджеты, как правило, громоздкие, сложные и дорогие. К тому же ими должны управлять квалифицированные специалисты в клинических условиях. Ученые из Корейского института науки и технологий и Северо-Западного университета в Иллинойсе разработали новое носимое устройство, которое сочетает в себе лучшие аспекты обеих систем.

Устройство представляет собой небольшую гибкую прямоугольную накладку, которая прикрепляется к коже пациента. Внутри находятся батарея, два электрода, микросхема, микрофлюидные каналы и колориметрические датчики. На его липкой нижней стороне расположены две секции гидрогеля, содержащего лекарство под названием пилокарпин.

При включении электроды пластыря подают слабый электрический ток на гидрогель. Это стимулирует пилокарпин в геле, который активирует соседние потовые железы в коже, заставляя их выделять пот. Этот пот переносится по микрофлюидным каналам за счет капиллярного действия, попадая в небольшие резервуары над колориметрическими датчиками.

Если в этом поте присутствуют определенные биомаркеры, датчики меняют цвет. Специальные отверстия в пластыре позволяют пациентам самостоятельно наблюдать за изменением цвета датчиков после того, как они нанесли пластырь дома и вернулись к своим обычным занятиям.

В ходе тестирования технологии пластыри были наложены на младенцев, у которых уже был диагностирован муковисцидоз. Было обнаружено, что устройства с точностью более 98% выявляют повышенный уровень хлорида — надежный показатель заболевания. Этот показатель соответствует точности традиционной системы анализа пота в больнице, которая использовалась для тех же младенцев. Пластыри также оказались точными при обнаружении контрольных концентраций цинка и железа в поте — биомаркеров недоедания, связанного с муковисцидозом.

В будущем ученые планируют провести масштабные клинические исследования и коммерциализировать разработку.