Инновационный пластырь с лазерной пульсацией выявляет рак
Команда инженеров из Калифорнийского университета в Сан-Диего углубилась в область сердечно-сосудистого мониторинга, разработав версию электронного патча для мониторинга перфузии крови. Эта функция организма является ключом к здоровой функции тканей и транспортировке кислорода и питательных веществ, и когда она затруднена, это может указывать на такие состояния, как тяжелая дисфункция органов и сердечные приступы. Аномальное скопление крови, между тем, может свидетельствовать о кровоизлиянии или злокачественных опухолях.
Поэтому мониторинг перфузии крови на постоянной основе может помочь обнаружить эти опасные для жизни состояния, и учёные стремились достичь этого первоначально путём сосредоточения внимания на биомолекуле гемоглобина в глубоких тканях.
«Количество и расположение гемоглобина в организме предоставляют важную информацию о перфузии или накоплении крови в определённых местах», — объяснил соавтор исследования Шэн Сюй. «Наше устройство демонстрирует большой потенциал в тщательном мониторинге групп высокого риска, что позволяет своевременно принимать меры в срочные моменты».
Хотя существующие технологии, такие как МРТ и рентгеновская компьютерная томография, могут обнаруживать биомолекулы, например, гемоглобин, они делают это только на срочной, а не на постоянной основе, и могут обнаруживать их только ближе к коже. Новый пластырь предназначен для обеспечения долгосрочного мониторинга глубоко лежащих биомолекул с помощью лазеров.
0
Сам пластырь гибкий и комфортно прилипает к коже. Он оснащен массивами лазерных диодов и пьезоэлектрических преобразователей в мягкой силиконово-полимерной матрице, посылая импульсные лазеры вглубь. Биомолекулы в глубоких тканях поглощают эту оптическую энергию и заставляют акустические волны излучаться через окружающую среду.
«Пьезэлектрические преобразователи получают акустические волны, которые обрабатываются в электрической системе для реконструкции пространственного отображения волноизлучающих биомолекул», — сказал Сяосян Гао, автор исследования.
При тестировании система доказала свою способность создавать 3D-карты гемоглобина в тканях, лежащих в нескольких сантиметрах под кожей, в субмиллиметровом пространственном разрешении. Команда говорит, что он также может быть настроен на обнаружение ряда биомолекул путём изменения длин волн лазеров, при этом мониторинг температуры ядра также является одной из исследуемых возможностей.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
