Датчик предупреждает об отторжении трансплантата за три недели до первых симптомов
Инженеры разработали беспроводное устройство для мониторинга в режиме «реального времени» состояния пересаженных органов.Исследователи из Северо-Западного университета разработали первое электронное устройство для непрерывного мониторинга здоровья трансплантатов. Ультратонкий мягкий имплантат, расположенный на пересаженной почке, обнаруживает перепады температуры, связанные с воспалением и другими реакциями организма, возникающими при отторжении. Данные по беспроводной сети поступают на смартфон или планшет.
Ширина датчика составляет 0,3 см, длина — 0,7 см, а толщина — 220 мкн. Устройство меньше ногтя на мизинце, а его толщина сопоставима с человеческим волосом. Чтобы прикрепить устройство к почке, инженеры использовали естественную биологию этого органа. Почка покрыта фиброзным слоем, почечной капсулой, который защищает орган от повреждений. Датчик помещается под капсулой и плотно прилегает к почке.
Устройство содержит высокочувствительный термометр, который фиксирует незначительные изменения температуры в почках (с точностью до 0,004 °С). Устройство также измеряет кровоток, но, как показали эксперименты, температура лучше предсказывает отторжение. Устройство работает от миниатюрной электрической батарейки и использует технологию Bluetooth для непрерывной беспроводной передачи данных на внешние устройства.
Ученые протестировали работу устройства на крысах с пересаженными почками. Анализ показал, что местная температура трансплантата повышается (иногда на 0,6 °C) — перед отторжением. У животных, не получавших иммунодепрессантов, температура повышалась за два-три дня до изменения биомаркеров в образцах крови. У животных, получавших терапию, — за три недели, прежде чем повышались креатинин и азот мочевины крови.
Отторжение может произойти в любой момент после трансплантации — сразу после операции или спустя годы. Часто процесс начинается незаметно, и пациенты на ранних этапах не испытывают никаких симптомов. При своевременном обнаружении иммунной реакции врач назначает специальную терапию. Если сделать это слишком поздно, орган будет потерян, а пациент окажется в ситуации опасной для жизни.
Традиционно для диагностики отторжения используются биопсия и анализы крови. Но эти исследования невозможно проводить регулярно. Инженеры полагают, что использование регулярного мониторинга повысит качество жизни пациентов и предотвратит развитие опасных для жизни симптомов. Ученые продолжат тестирование устройства на крупных животных перед началом клинических испытаний.