Sensor kan hjælpe patienter med at holde styr på deres medicin

Lithium kan lindre symptomerne på bipolar lidelse og depression - hvis det tages i den rigtige mængde. For lidt virker ikke, mens for meget kan give farlige bivirkninger. For præcist at overvåge mængden af ​​denne medicin i kroppen, skal patienterne gennemgå invasive blodprøver. Men i dag rapporterer videnskabsmænd om opfindelsen af ​​en lille sensor, der registrerer lithiumniveauer fra sved på overfladen af ​​en fingerspids på så lidt som 30 sekunder uden en tur til klinikken.

Forskerne vil præsentere deres resultater i dag på efterårsmødet i American Chemical Society (ACS).

Ikke alene skal lithium tages i en bestemt dosis, men patienter kæmper ofte for at tage det som foreskrevet og kan gå glip af piller. Så når medicinen ikke ser ud til at virke, skal sundhedspersonalet vide, hvor meget medicin patienten faktisk sluger. Men de nuværende muligheder for overvågning har betydelige ulemper. For eksempel giver blodudtagninger nøjagtige resultater, men de er invasive og tidskrævende. Pilletællere måler i mellemtiden ikke direkte indtaget af medicinen. For at imødegå disse begrænsninger henvendte holdet sig til en anden kropsvæske.

"Selvom det måske ikke er synligt, producerer den menneskelige krop konstant sved, ofte kun i meget små mængder," siger Shuyu Lin, Ph.D., en postgraduate studerende forsker, der er co-præsentation af arbejdet med kandidatstuderende Jialun Zhu på møde. "Små molekyler afledt af medicin, inklusive lithium, dukker op i den sved. Vi anerkendte dette som en mulighed for at udvikle en ny type sensor, der kunne detektere disse molekyler."

"Ved et enkelt tryk kan vores nye enhed opnå klinisk nyttig information på molekylært niveau om, hvad der cirkulerer i kroppen," siger Sam Emaminejad, Ph.D., projektets hovedforsker, som er ved University of California, Los Angeles. (UCLA). "Vi interagerer allerede med meget berøringsbaseret elektronik, såsom smartphones og tastaturer, så denne sensor kunne integreres problemfrit i dagligdagen."

Udviklingen af ​​en sensor til at detektere lithium gav dog nogle tekniske udfordringer. Sved er generelt kun til stede i små mængder, men den elektrokemiske sensing, der er nødvendig for at detektere ladede partikler af lithium, krævede et vandigt eller vandigt miljø. For at give det udviklede teamet en vandbaseret gel indeholdende glycerol. Denne ekstra ingrediens forhindrede gelen i at tørre ud og skabte et kontrolleret miljø for den elektroniske del af sensoren.

For at fange lithium-ionerne, efter at de havde krydset gelen, brugte holdet en ion-selektiv elektrode. De akkumulerende ioner genererer en forskel i elektrisk potentiale sammenlignet med en referenceelektrode. Forskerne brugte denne forskel til at udlede koncentrationen af ​​lithium til stede i sved. Tilsammen udgør disse komponenter en lillebitte, rektangulær sensor, der er mindre end hovedet på en fingerpind og kan registrere lithium på omkring 30 sekunder. Sensoren er stadig i den indledende testfase, men i sidste ende forestiller forskerne sig at inkorporere den i et større, endnu ikke-designet system, der giver visuel feedback til udbyderen eller patienten.

Efter at have karakteriseret sensoren ved hjælp af en kunstig fingerspids, rekrutterede holdet rigtige mennesker til at teste den, inklusive en person på en lithiumbehandlingsregime. Forskerne registrerede denne persons lithiumniveauer før og efter at have taget medicinen. De fandt ud af, at disse målinger faldt tæt på dem, der stammede fra spyt, som tidligere forskning har vist, at de nøjagtigt kan måle lithiumniveauer. I fremtiden planlægger forskerne at undersøge virkningen af ​​lotion og andre hudprodukter på sensorens aflæsninger.

Denne teknologi har også anvendelser ud over lithium. Emaminejad udvikler lignende berøringsbaserede sensorer til at overvåge alkohol og acetaminophen, et smertestillende middel også kendt som Tylenol, mens det også undersøger muligheden for at opdage andre stoffer. De komplette sensorsystemer kunne omfatte yderligere funktioner, såsom kryptering sikret med et fingeraftryk, eller, for stoffer, der er udsat for misbrug, et robotdispenseringssystem, der kun frigiver medicin, hvis patienten har et lavt niveau i blodbanen. + Udforsk yderligere

Lithium-billeddannelsesmetode kunne kaste nyt lys over bipolar lidelse, behandling