Del på PinterestFoto: Profusa, Inc.
En ny sensor som oppdager oksygennivået i blodet gir en nøyaktig avlesning mer enn fire år etter at den er implantert i en persons kropp.
Funnene representerer et betydelig skritt fremover i utviklingen av presisjonsmedisinske teknikker som lover å hjelpe til med å skreddersy medisin til et individs behov.
«Biosensoren» – med kallenavnet Lumee Oxygen Platform – overvinner «fremmedlegemeresponsen», et problem som har plaget andre implanterbare sensorer. Dette er når kroppens immunsystem angriper implantatene, forårsaker dannelse av en hard kollagenkapsel rundt dem og betennelse som gjør dem ubrukelige i løpet av få dager.
«Vi kaller sensorene våre sensorer som integrerer vev,» sa han Natalie Wisniewski, PhD, teknologisk direktør hos Rikelig, selskapet som er ansvarlig for utviklingen av sensoren. «Sensorene er myke og stofflignende. De er svært porøse og vevet er i stand til å vokse inni og rundt sensoren, i stedet for at sensoren isolerer seg selv [fordi den er innelukket i kollagen], som en konvensjonell sensor «.
Hvordan gjemme seg fra immunsystemet
Slik fungerer det: Biosensoren implanteres inn i huden bare 8 millimeter under overflaten.
Enheten er sådd med et molekyl som antennes i nærvær av oksygen. Et plaster som bæres på huden over sensoren registrerer lys. Det detekterte oksygennivået tilføres deretter via en leser som er koblet til plasteret.
Forskerne testet sensoren etter 4 1/2 år hos én deltaker. De fant ingen reduksjon i sensorens evne til å gi en nøyaktig avlesning av oksygennivået i blodet.
Resultatene ble presentert i dag kl 255. nasjonalmøte og utstilling av American Chemical Society.
Så hva skiller Profusa biosensoren fra hverandre? Ifølge Wisniewski ligger suksessen i strukturen.
Biosensoren er designet med plass i tankene, til tross for at den har en størrelse på bare 5 millimeter ganger 50 mikron: den er en 60 % porøs «tom» plass. Dette porøse rommet er strukturert slik at materialet kan strømme gjennom det. Den er også laget av fleksibelt materiale som bedre etterligner menneskelig vev.
Dette er en sterk kontrast til andre kommersielt tilgjengelige sensorer, sier Wisniewski. Disse pleier å være laget av plast eller metall og er stive, noe som tydelig markerer dem for kroppens immunsystem som fremmede og derfor et mål for immunsystemet. Som et resultat blir de raskt innkapslet i kollagen, noe som sløver deres evner.
En «hellig gral» for biosensorer?
Biosensorer er ikke noe nytt. Hvis du eller noen du kjenner har diabetes, er du sannsynligvis godt kjent med glukosesensorer, som gir brukeren et bilde av blodsukkernivået.
Den første implanterbare glukosesensoren godkjent for bruk i USA er FreeStyle Libre Flash-glukoseovervåkingssystem. Kan brukes i opptil 10 dager. Selv om sensorer som denne tilbyr brukeren mer kontinuerlig overvåking av blodsukkernivået enn «fingerstikk»-testen, er de fortsatt svært begrenset av den 10-dagers holdbarheten.
«Det er den hellige gral å få en ekte enhet som kan implanteres og fungere i lange perioder,» sa han Mark Schoenfisch, PhD, kjemiprofessor ved University of North Carolina i Chapel Hill.
Schoenfisch-laboratoriet jobber med å tilpasse de implanterbare glukosesensorene som allerede er på markedet for å prøve å overvinne fremmedlegemeresponsen. Schoenfisch er også en del av Clinical Sensors Inc., et selskap som jobber med en biosensor som kan implanteres og opereres i en måned eller mer.
Det er et par forbehold om Profusas resultater. Molekylet som sender ut lys i biosensorer kan slites ut over tid, sier Wisniewski. Dette betyr at den rapporterte fireårige levetiden kanskje ikke er garantert.
Fordi biosensoren bruker lys til å overføre oksygennivået til hudlappen, ville den ikke fungere hvis den ble implantert i en persons dypere vev eller organer.
Og selv om Wisniewski tror at biosensoren en dag vil bli tilpasset for å overvåke glukose og andre kjemikalier i blodet, har Profusas team ennå ikke vært i stand til å gjøre det.
«Måten oksygen måles og måten glukose måles på er litt annerledes», forklarte Schoenfisch. «Så, de ville trenge å demonstrere [de samme resultater] med glukose senere.»
«Det er sannsynligvis en grunn til at de gjorde det før med oksygen og ikke med glukose,» la han til.
Så selv om en langvarig biosensor for diabetes og andre tilstander kan være noen år unna, er Lumee Oxygen-plattformen på god vei til å få godkjenning fra US Food and Drug Administration for bruk i løpet av det neste året. sier Wisniewski. Den er allerede godkjent for bruk i Europa. Kliniske studier pågår for tiden for personer med perifer arteriesykdom, som forårsaker utilstrekkelig blodoksygenstrøm til lemmene.
For å komme dit, forklarer Wisniewski, prøver Profusa å avgrense utformingen av biosensoren for å bruke Bluetooth til å overføre oksygenavlesninger trådløst til en bærbar enhet, for eksempel en mobiltelefon. Dette gjør at biosensoren enkelt kan brukes hjemme.
Profusa går også fremover for å endre teknologien for overvåking av andre kjemikalier, for eksempel glukose.
Når vi ser fremover, sier Wisniewski at disse typer biosensorer kan være i stand til å gi hvem som helst, enten det er en pasient eller bare noen som er interessert i å overvåke helsen deres, mer informasjon for å foreta informerte helsevesen som passer akkurat deres individuelle behov.
«Jeg er veldig spent på å se hvilken fremtidig innvirkning denne teknologien kan ha,» sa Wisniewski.