Биолаборатория на коже

Когда ради избавления от тяжелого недуга в генетический аппарат клетки человека вносятся коррективы – это называется генотерапия.

Когда ради избавления от тяжелого недуга в генетический аппарат клетки человека вносятся коррективы – это называется генотерапия.

Какой бы умной ни была техника, роль управляющего ею оператора по-прежнему велика и за его состоянием, как и за состоянием «железа», тоже желательно постоянно наблюдать. Исследователи GE Global Research считают, что лучшим решением станет нечто вроде… пластыря, анализирующего пот.

Биолаборатория на коже [1]

Пот поту рознь. Человеческое тело располагает двумя типами потовых желез – эккриновыми и апокриновыми. Эккриновые расположены по всему телу, особенно их много на ладонях и подошвах. Апокриновые преобладают в подмышках и паховой области. Эти железы начинают работать у человека только с достижением половой зрелости и выделяют вместе с водой специфический маслянистый секрет. Этот секрет по нраву бактериям – они поедают его, а выделения микроорганизмов создают тот самый неприятный аромат, с которым борются дезодоранты и антиперспиранты. Еще одна характерная особенность апокриновых желез заключается в том, что они особенно активны во время возбуждения и стрессовых ситуаций. Поэтому биомаркеры, находящиеся в их выделениях, могут много рассказать о состоянии человека. Но как эти маркеры считывать?

Сотрудники лаборатории наноструктур и поверхностей GE Global Research совместно с учеными Амхерстского университета штата Массачусетс придумали специальный сенсор.

Он наклеивается на тело человека в районе действия апокриновых желез подобно обычному пластырю. Но, в отличие от пластыря, сенсор является подлинным продуктом нанотехнологий. Выделяемый пот попадает на специальную мембрану, заключающую в себе микроканальцы и клапаны. Таким образом микроскопические потоки жидкости находят путь к химическим рецепторам.

Биолаборатория на коже [2]

Находящийся в составе пота биомаркер вступает с рецептором в электрохимическую реакцию, в результате чего внутри электронного контура возникает электрический ток. Этот сигнал передается через антенну, например, на смартфон или другое устройство, в котором установлено ПО, реагирующее и обрабатывающее сигналы сенсора. Интересно, что в разработке мембраны принимали участие специалисты в сфере, далекой от медицины. Исследования в области движения микроскопических потоков жидкости проводились ранее в подразделении GE, конструирующем авиадвигатели. И вот теперь найденные решения воплотились в конструкции наномембраны для сенсора.

Что же за биомаркеры позволяют обнаружить в потовыделениях сенсоры?

Во-первых, это нейропептидный гормон орексин-А, который вырабатывается гипоталамусом и отвечает за возбуждение и внимание.

Во-вторых, это гормон кортизол, повышенное выделение которого происходит в момент стресса.

Биолаборатория на коже [3]

Таким образом, данные с сенсоров могут показывать в реальном времени, насколько человек бодр и сконцентрирован и не находится ли он в состоянии стресса. При этом снятие данных происходит прямо на рабочем месте (например, в кабине пилота) и без забора анализов крови, мочи и т.д. Биосенсоры, анализирующие пот на предмет концентрации гормонов, отвечающих за психологическое состояние человека, – это лишь одно из применений подобных беспроводных устройств. В стенах лабораторий GE и других компаний конструируются сенсоры, которые на основе аналогичного принципа могут выявлять в поте маркеры определенных заболеваний, а также считывать информацию о работе сердечно-сосудистой системы. И многие нынешние медицинские приборы наподобие электрокардиографа уступят место сенсору-пластырю и мобильному устройству типа смартфона или планшета.


Источник: http://sp.popmech.ru/

 

menu
menu