Nanosensorer kunne overvåge sundhed i realtid

Folkesundhedsorganisationer har længe advaret om det ødelæggende potentiale af superbugs - bakterier, der er immune over for eksisterende antibiotika. Hvis det ikke er markeret, i 2050 kan disse mikroorganismer dræbe 10 millioner mennesker om året, hvilket er mere end det nuværende antal årlige dødsfald som følge af kræft og diabetes tilsammen.

Nordøstprofessor Thomas Webster er ved at skabe en løsning. Hans laboratorium udvikler nanopartikler, der sætter sig fast på bakterier og vira og dræber eller gør dem uskadelige. I 2015 Webster blev installeret som Art Zafiropoulo Chair in Engineering, som blev etableret med en gave på $2,5 millioner fra Arthur W. Zafiropoulo, E'61. Den gave, som var en del af Northeasterns Empower-kampagne, har støttet Websters arbejde.

"Den begavede stol har virkelig givet os mulighed for hurtigt at komme videre med sundhedsproblemer, som vi står over for i dag, " sagde Webster, der er formand for Institut for Kemiteknik. "Vi skal ikke vente med at søge om tilskud og så et år senere afgøre, om de kommer ind. Vi er i stand til at udnytte de ressourcer meget hurtigt og udvikle en strategi."

Evnen til at handle hurtigt er afgørende, når man bekæmper superbugs og vira. Fra nylige norovirus-udbrud på fødevarevirksomheder til Zika-virusinfektioner fra Miami til Malaysia, antibiotika-resistente bakterier forventes at udgøre en stadig mere dødelig trussel mod folkesundheden.

I stedet for at behandle hver enkelt virus med et antibiotikum, Webster forestiller sig en tæppeopløsning af nanopartikler, der kan behandle alle former for mikroorganismeinfektioner. "Det er en stor opgave, men vi tror, ​​at det helt sikkert ville hjælpe med at forhindre folk i at dø af multilægemiddel- og antibiotikaresistente bakterier, " sagde Webster.

Udvikling af nanopartikler, der angriber farlige mikroorganismer, er et stort forskningsprojekt for hans laboratorium. Et andet fokus er skabelsen af ​​nanosensorer, "næsten som en FitBit til inde i kroppen, " forklarede han.

For at bygge sensorerne, Webster har allerede opdaget, hvilke materialer der har den rette kemi til at komme ind og forblive i den menneskelige krop uden at blive afvist. Udfordringen nu er at finde en måde at kontinuerligt drive nanosensorerne. Når den forhindring er overskredet, sensorerne kunne overvåge helbredet i realtid. For eksempel, de kunne programmeres til at opdage, hvornår en celle er ved at blive kræftfremkaldende og derefter dræbe cellen eller vende dens mutation.

"Vi bruger udtrykket personlig medicin, og det er virkelig en personlig tilgang til at helbrede eller behandle noget, der er gået galt hos en patient, " sagde Webster. Til sidst, disse sensorer kunne sende sundhedsdata inde fra kroppen til en brugers mobiltelefon eller sundhedsplejerske. "Derefter, du er i stand til at få oplysninger i realtid, når den første episode af et problem starter, når du er meget mere tilbøjelig til at behandle det, så du aldrig skal ind på hospitalet. Det er drømmen."