Ekstraktion af hudinterstitiel væske ved hjælp af mikronåleplastre

Interstitiel væske er en vigtig bestanddel af det flydende miljø i kroppen og fylder mellemrummene mellem kroppens celler. I modsætning, blod cirkulerer kun i kroppens kredsløbskar og er sammensat af blodceller og den flydende del af blodet, plasma. Begge væsker indeholder specielle komponenter kaldet biomarkører, som er værdifulde indikatorer for kropslig sundhed. Disse biomarkører omfatter forskellige typer molekyler såsom proteiner, hormoner eller DNA, og kan også omfatte lægemidler og metabolitter.

Ved overvågning af patientens helbred, standardkilden til måling af biomarkører er blod. Prøver udtages ved venepunktur, oftest fra underarmen eller fra venerne i hånden. Nogle gange er der problemer med at trække blod, når venerne er udsat for kollaps, eller når de er meget små eller svære at lokalisere. Endnu andre problemer kan opstå, når venerne "ruller" eller bevæger sig fra side til side. Og som i enhver procedure, der involverer et sår på huden, der er altid risiko for infektion, der introduceres. Problemerne forværres, når patienter skal indsende flere prøver over tid.

For at omgå disse problemer, og at foretage forbedringer i patientsundhedsovervågning, forskere har henvendt sig til alternative kilder for at få prøver til biomarkørtestning. Den interstitielle væske er et ideelt valg til dette formål. Det giver en fordel frem for blod ved at være et reservoir for visse stedspecifikke lægemidler og lægemidler i en mere aktiv tilstand. Og det er en rig kilde til biomarkører, metabolitter og terapeutiske lægemidler, findes i overflod lige under det yderste lag af huden. Af disse grunde, forskere har udtænkt måder at få adgang til denne kilde.

En metode, der for nylig er blevet fokuseret på, er brugen af ​​mikronåleplastre. Sådanne plastre er fremstillet af væskeabsorberende materialer, der er støbt til et plaster, med en række små mikronåle, der er cirka 600 mikrometer lange, omkring længden af ​​et gran salt. Plastret påføres derefter direkte på huden i en bestemt periode, interstitiel væske trækkes ind i plasteret, og plasteret fjernes derefter og behandles for at opsamle væsken.

Et forskerhold ledet af Ali Khademhosseini, Ph.D., direktør og administrerende direktør for Terasaki Institute, som tidligere var direktør for University of California, Los Angeles (UCLA) Center for Minimally Invasive Therapeutics, har udtænkt sådan en patch og optimeret betingelserne for dens ydeevne. Dette mikronåleplaster bruger en gel lavet af et stof kaldet gelatine methacryloyl (GelMA), en hydrogel med meget absorberende egenskaber og påviselig styrke. Dette stof blev valgt for disse kvaliteter frem for andre materialer i tidligere brug, samt for dets biokompatibilitet og evnen til at tilpasse dets sammensætning for at optimere ydeevnen.

Gelen blev støbt til et plaster med en række faste gel-mikronåle på den ene side. Terasaki-teamet har udført omfattende test for at bestemme den optimale gelkoncentration, grad af gel-tværbinding og tværbindingstid, der er nødvendig for at producere et plaster, der giver de bedste absorberende egenskaber, nålestyrke og hudgennemtrængning. Effektiviteten af ​​plastergelens flydende egenskaber eliminerer også behovet for fremstilling af hule nåle, hvilket forenkler produktionen.

Holdet foretog sammenligningsundersøgelser af lægemiddel- og glukoseniveauer målt fra prøver ekstraheret med GelMA-plasteret versus blod indsamlet med konventionelle metoder, og resultaterne var meget sammenlignelige. Der var også en forbedring i mængden af ​​væske opsamlet med GelMA-plasteret i forhold til andre mikronåleplastre.

"Det er vigtigt at indsamle prøver fra patienter på en ikke-invasiv måde, især i COVID-æraen, " siger Dr. Khademhosseini. "Vi er begejstrede for de mikronåle, der er udviklet her, da de åbner op for hurtige måder at indsamle patientprøver på på en enkel og smertefri måde."

GelMA-patchen udviklet af Terasaki Institute leverer en forbedring i design, omkostningseffektivitet let produktion, og bekvemmelighed; dets unikke kvaliteter blev for nylig omtalt som forsidehistorie i et nyligt nummer af Lille .