植入式傳感器將實時個人健康數據傳遞給手機

個性化醫(yī)療向消費者邁進了一步，這得益于微小的植入式傳感器，可以預警一個人正在發(fā)展的健康問題，為個別運動員指出最有效的運動類型，甚至幫助對受傷的士兵進行分類。這是科學家們正在開發(fā)的一系列設備的愿景。他們已經開始在歐洲推廣他們的第一臺設備，并希望在美國贏得這項技術的批準

研究人員今天在第255屆美國化學學會(ACS)全國會議和博覽會上展示了他們的成果。

“ 目前市場上的其他植入式傳感器有一個明顯的缺點，”Natalie A. Wisniewski博士說。“它們經常引發(fā)'異物'免疫反應，將傳感器涂在炎癥細胞或疤痕組織上。” 該涂層可以使設備脫離毛細管并防止其準確感知化學變化，因此幾周或幾個月后它就會停止工作。

Wisniewski和她的同事通過欺騙身體來解決這個問題，因此它無法將傳感器識別為異物。傳感器比一粒米小，并且由水凝膠支架制成，其與隱形眼鏡一樣靈活。Profusa公司的Wisniewski說，研究人員還確保他們的傳感器沒有任何平坦的表面，這對于細胞而言并不是天然的物質，因此，細胞和毛細血管會長入傳感器的多孔結構中。引發(fā)不良免疫反應。事實上，Wisniewski今天宣布植入人類志愿者的第一批傳感器在四年多后仍在運作。

專利水凝膠是一種基于聚(甲基丙烯酸2-羥乙酯)的配方，聚(甲基丙烯酸2-羥乙酯)是一種用于制造軟性隱形眼鏡的聚合物。研究人員將水凝膠支架與染料分子結合在一起響應血液中分析物的濃度。附著在水凝膠上的染料分子的類型決定了特定傳感器可以識別的分析物，例如氧氣，二氧化碳，葡萄糖或乳酸鹽。一個小的探測器靠在皮膚上，或作為貼片粘在皮膚上，通過皮膚照射近紅外光，使染料分子或多或少明亮地發(fā)出熒光，這取決于分析物的濃度。盡管這種熒光燈對于人眼是不可見的，但是檢測器可以看到它，然后無線傳輸測量值到計算機或手機以記錄隨著時間??的推移分析物濃度波動的亮度變化。

Profusa正在尋求美國食品和藥物管理局批準其在美國的設備同時，其第一個產品已獲準在歐洲進行營銷，并已被證明可報告治療周圍動脈疾病患者的組織氧水平，這會影響數百萬人全世界的人。該疾病減少了手臂和腿部氧合血液的流動，在某些情況下會導致截肢。該裝置用于通過告知醫(yī)生患者四肢的氧氣水平下降來幫助預防截肢。Profusa還開始與加利福尼亞大學舊金山分校的國家心臟，肺和血液研究所合作開展臨床試驗，使用傳感器跟蹤慢性足部傷口患者的氧氣水平。

Wisniewski及其同事正在開發(fā)其他分析物(如葡萄糖)的傳感器，因此可以拓寬設備的應用范圍。此外，Profusa一直致力于完善能夠跟蹤醫(yī)生通常通過標準血液檢測評估的其他分析物的傳感器。我們的想法是注入一個同時檢測多種身體化學成分的傳感器。“傳感器可以提供與您的個人基線相關的分析物的連續(xù)記錄，”Wisniewski解釋說。“那么如果事情發(fā)生了變化，它會在您出現癥狀之前提前標記，這樣您就可以及時到醫(yī)生那里接受治療。” 該公司已經創(chuàng)建了一個描述傳感器如何工作的視頻。

Wisniewski說，軍方也對這些設備感興趣，并且自公司成立以來一直提供支持。他們設想使用傳感器來評估部署期間士兵的健康狀況，或指出哪些受傷士兵首先在戰(zhàn)場上進行治療。而今天，Wisniewski正在報告初步結果，顯示用這些傳感器跟蹤肌肉周圍氧氣水平的上升和下降會產生“氧氣特征”，可能會顯示一個人的健康水平。這些信息可以幫助軍方確定每個士兵的最佳訓練方案，或者可以幫助運動員找到最有效的鍛煉來增強肌肉或耐力。