Farveskiftende sensor registrerer tegn på øjenskade i tårer

En ny point-of-care hurtigregistrerende enhed kan registrere en nøglemarkør for øjenskade på få minutter - en tidsramme, der er afgørende for behandling af øjentraumer.

University of Illinois forskere udviklede en gel fyldt med guld nanopartikler, der ændrer farve, når den reagerer med en dråbe, der indeholder ascorbinsyre, frigivet fra et sår i øjet. I en ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Biosensorer og bioelektronik , forskerne brugte sensoren, kaldet OjoGel, at måle ascorbinsyreniveauer i kunstige tårer og i kliniske prøver af væske fra patienters øjne.

"Vi forventer en betydelig potentiel indvirkning af denne biosensor til evaluering af øjet hos postkirurgiske patienter såvel som traumapatienter, " sagde studieleder Dipanjan Pan, en professor i bioingeniør ved University of Illinois og Carle Illinois College of Medicine.

Pans gruppe samarbejdede med Dr. Leanne Labriola, en øjenlæge på Carle Foundation Hospital i Urbana, at udvikle OjoGel.

"OjoGel-teknologi kan muliggøre hurtigere identifikation af alvorlige øjenskader, "Sagde Labriola." Med en hurtig plejeapparat som denne, alle på en akutafdeling kunne udføre en test og inden for få minutter vide, om patienten har brug for akut operation for at redde sit syn. "

Tidligere arbejde fra gruppen fandt, at ascorbinsyrekoncentration i tårer er et godt mål til at bestemme omfanget af skade på øjet. Ascorbinsyre, også kendt som C-vitamin, findes i høje koncentrationer i væsken inde i øjet, kaldet vandig humor, men har normalt meget lav koncentration i tårer.

"Dyb skade på hornhinden fra traumer eller indsnitskirurgi frigiver vandig humor i tårefilmen, som øger koncentrationen af ​​ascorbinsyre i tårer til et målbart højere niveau end det, der findes i normale øjne, " sagde Pan, også tilknyttet Beckman Institute for Advanced Science and Technology i Illinois. "OjoGel tilbyder en unik biosenseringsteknik, der giver en effektiv og enkel metode til test af ascorbinsyre i et leveringssystem til behandling."

En lille dråbe er alt, der skal til for at forårsage en farveændringsreaktion i OjoGel. Omfanget af farveændringen korrelerer med koncentrationen af ​​ascorbinsyre i tåreprøven, skifter fra lysegul til en mørk rødbrun, når koncentrationen stiger.

Forskerne udførte omfattende test for at bestemme koncentrationerne forbundet med hver grad af farveændring. De udviklede en farvetast og retningslinjer for brug af en mobiltelefon -app, Pixel Vælger, for præcist at måle koncentrationen angivet af en reageret gelprøve.

Næste, forskerne planlægger at fortsætte med at forfine OjoGel-teknologien i håb om at producere en lavpris, letanvendeligt klinisk apparat. De vil også udføre kliniske undersøgelser for at afgøre, om OjoGel-aflæsninger pålideligt evaluerer øjenskade.

"Ud over at fortsætte med at udvikle teknologien, i det næste år vil vi arbejde på at hjælpe sundhedsudbydere med at forstå den værdi, denne nye enhed kan tilføre deres praksis i forhold til de nuværende metoder, de bruger til evaluering, "Sagde Labriola.

National Science Foundation, American Heart Association og Carle Foundation Hospital støttede dette arbejde. Postdoc forsker Santosh Misra, gæsteforsker Ketan Dighe, kandidatstuderende Aaron Schwartz-Duval og sommerforsker Zaixi Shang bidrog også til undersøgelsen.