Никто не любит сдавать кровь на анализ, поэтому всегда полезно узнать о возможных альтернативах. Одна из последних разработок — это самозаряжающийся накожный пластырь, который безболезненно собирает биомаркеры в течение 24 часов.
Процесс взятия образца крови не только болезненный (и «неприятный» для многих людей), но и показывает только те контрольные биомаркеры, которые присутствуют в крови на момент взятия образца.
Если врачи хотят увидеть все биомаркеры, которые могут меняться в течение дня, им приходится брать несколько образцов в течение 24 часов. Более того, анализ этих образцов может быть сложным, поскольку он предполагает разделение компонентов крови, таких как тромбоциты и эритроциты.
Вот тут-то и пригодится новый экспериментальный пластырь с микроиглами. Его разрабатывают ученые из Университета штата Северная Каролина и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл.
Устройство состоит из полимерного корпуса с тремя слоями материала внутри: сверху — слой полиакриламидного гидрогеля с глицерином, посередине — полоска впитывающей бумаги, а снизу — множество крошечных, острых, похожих на гвоздики, микроигл. При наклеивании пластыря на кожу и прижатии к ней иглы безболезненно прокалывают только верхний слой кожи, не затрагивая расположенные ниже нервные окончания.
При контакте с интерстициальной жидкостью (ИСЖ), окружающей клетки кожи, микроиглы, изготовленные из метакрилированной гиалуроновой кислоты, разбухают и начинают впитывать ИСЖ в бумагу. Концентрация биомаркеров в жидкости соответствует концентрации в кровотоке.
Когда ИСЖ проходит через микрофлюидные каналы в бумаге и контактирует со слоем гидрогеля, дисбаланс глицерина между этим гелем и ИСЖ создаёт так называемое осмотическое давление. Это давление вытягивает больше ИСЖ из кожи в бумагу, пока последняя не пропитается.
На последнем этапе пластырь снимается с кожи, бумажная полоска снимается с пластыря, и интерстициальная жидкость в бумаге быстро и легко анализируется. «ISF обеспечивает более „чистый“ образец — его не нужно обрабатывать, как кровь, перед анализом», — говорит ведущий учёный, профессор Майкл Даниэле, сотрудничающий с обоими университетами. «По сути, это оптимизирует процесс тестирования биомаркеров».
В ходе лабораторных испытаний, проведенных на моделях искусственной кожи, было обнаружено, что пластырь собирает измеряемое количество ИСЖ в течение 15 минут и может продолжать собирать и хранить жидкость до 24 часов. Ученым удалось точно измерить уровень кортизола в ИСЖ и разработать электронное устройство для обработки ИСЖ, которое выполняет эту работу автоматически. В настоящее время разрабатываются другие устройства для измерения других биомаркеров.
«Самая высокая стоимость пластыря — это производство микроигл, но мы считаем, что цена будет конкурентоспособной по сравнению с расходами на анализ крови», — говорит Даниэле. «Для забора крови требуются пробирки, иглы и, как правило, услуги флеботомиста. Для пластыря ничего из этого не требуется».
В настоящее время технология тестируется на людях. Статья об исследовании недавно была опубликована в журнале Lab on a Chip .
