Implantierbarer sensor kann krebs und diabetes überwachen


Implantierbarer sensor kann krebs und diabetes überwachen

Neue Forschungsdetails, wie ein Sensor, der über 1 Jahr unter die Haut implantiert werden kann, in der Lage ist, Entzündungen zu überwachen und Stickstoffmonoxid zu erkennen - ein Molekül, das in Gegenwart einiger Krebsarten gestört wurde. Dies ist nach einer Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Natur Nanotechnologie .

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) sagen, dass die Sensoren, die aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen hergestellt sind, auch modifiziert werden können, um andere Moleküle wie Glukose zu detektieren, die helfen könnten, Diabetiker zu überwachen.

Laut den Forschern ist Stickstoffmonoxid (NO) ein signifikantes Signalmolekül in lebenden Zellen. Es trägt Nachrichten zwischen den Funktionen des Gehirns und des Immunsystems.

In einigen Krebszellen sind Niveaus von NO gestört. Aber die Forscher bemerken, dass Mechanismen dahinter unklar waren.

Um ein besseres Verständnis für diesen Prozess zu erhalten, haben Prof. Michael Strano und Postdoktorand Nicole Iverson von MIT Nanoröhrensensoren erstellt. Sie sind 1-Nanometer-dicke Zylinder, die hohl und aus Kohlenstoff sind.

Die Forscher haben zuvor Nanoröhrensensoren für andere Moleküle wie Wasserstoffoxid hergestellt. Kohlenstoff-Nanoröhrchen haben eine natürliche Fluoreszenz, erklären die Forscher. Wenn sich Moleküle an ein bestimmtes Ziel anhängen, erhellt oder dimmt das Röhrchen.

Andere Forschungen aus dem Team haben gezeigt, dass Kohlenstoff-Nanoröhrchen die Fähigkeit haben, NO zu detektieren, wenn die Röhrchen in DNA eingeschlossen sind, die eine bestimmte Sequenz aufweist. Aber für diese Studie haben die Forscher die Nanoröhrchen angepasst, um zwei getrennte Sensoren zu entwickeln.

Sensor 'funktional' für 400 Tage

Der erste ist ein Sensor, der in den Blutkreislauf injiziert werden kann, so dass kurzfristige Überwachung.

Iverson legte PEG (Polyethylenglykol) an den Sensor an, um es injizierbar zu machen. PEG stoppt die Partikel, die im Blutkreislauf verklumpen.

Beim Testen dieses injizierbaren Sensors auf Mäuse konnte er durch die Lunge und das Herz hindurchgehen und sich in der Leber versammeln, ohne Schaden auf dem Weg zu verursachen. Einmal in der Leber war es in der Lage, NO zu überwachen.

Der andere Sensor ist eingebettet in ein Gel, das über einen längeren Zeitraum unter die Haut implantiert werden kann. Das Gel besteht aus Alginat - ein Molekül in Algen gefunden.

Als die Forscher diesen Sensor unter die Haut von Mäusen implantierten, fanden sie, dass es für 400 Tage funktional war und überall blieb, und sie glauben, dass es die Fähigkeit haben kann, noch länger zu dauern.

Die Forscher bemerken, dass ein Unter-der-Haut-Sensor könnte bei der Überwachung von Krebs oder anderen Krankheiten, die Entzündungen verursachen nützlich sein. Darüber hinaus sagen sie, dass der Sensor in der Lage ist, Immunreaktionen bei Patienten zu erkennen, die künstliche Hüften oder andere implantierte Geräte haben.

Nicole Iverson wird mit dem Instrument dargestellt, das verwendet wird, um fluoreszierende Signale von den Nanoröhrensensoren zu messen, die Stickstoffmonoxid erkennen. Bildnachweis: Bryce Vickmark

Wenn beide Sensoren im Körper sind, sind die Forscher in der Lage, ein "nah-infrarot" fluoreszierendes Signal zu erzeugen, indem sie einen nahinfraroten Laser auf ihnen leuchten. Diese Information wird dann an ein Instrument weitergegeben, das in der Lage ist, den Unterschied zwischen den Nanoröhrchen und anderen Bereichen zu bestimmen, die Fluoreszenz abgeben können.

Prof. Strano kommentiert diese Erkenntnisse:

Stickoxid hat widersprüchliche Rollen in der Krebs-Progression und wir brauchen neue Werkzeuge, um es besser zu verstehen.

Unsere Arbeit bietet ein neues Werkzeug, um dieses wichtige Molekül und potenziell andere im Körper selbst und in Echtzeit zu messen."

Potenzial für Echtzeit-Glukose-Monitoring

Die Forscher sagen, sie sind jetzt auf der Suche, um die Sensoren zu ändern, um Glukose zu erkennen. Sie tun dies durch Umhüllen der Nanoröhrchen in verschiedenen Arten von Molekülen.

Der Sensor würde Echtzeit-Glukose-Monitoring bieten, sagen die Forscher, und es wäre mit einer Insulinpumpe verbunden, die Insulin an den Patienten liefern könnte, wenn nötig.

Wenn diese Sensoren in der Glukose-Erkennung wirksam sind, sagen die Forscher, dass dies die Notwendigkeit für Diabetiker, Blutproben zu nehmen - die aktuelle Methode zur Erkennung von Glukosespiegel zu beseitigen.

"Das derzeitige Denken ist, dass jeder Teil des geschlossenen Regelkreises an Ort und Stelle ist, außer für einen genauen und stabilen Sensor", sagt Prof. Strano. "Es gibt erhebliche Möglichkeiten, Geräte zu verbessern, die jetzt auf dem Markt sind, so dass eine komplette System kann realisiert werden."

Blutzuckermessung ohne Pieks und Blut (Video Medizinische Und Professionelle 2022).

Abschnitt Probleme Auf Medizin: Medizinische übung