Имплантат, позволяющий измерять уровень кислорода глубоко в теле

Инженеры Калифорнийского университета в Беркли (США) создали крошечный беспроводной имплантат, который может в реальном времени обеспечить измерение уровня кислорода в тканях глубоко под кожей. Устройство, меньшее по размеру, чем обычная божья коровка, и получающее питание от внешнего ультразвукового прибора, может помочь врачам следить за здоровьем пересаженных органов или тканей и обеспечить раннее предупреждение о возможном отказе при пересадке.

Технология, созданная в сотрудничестве с врачами Калифорнийского университета в Сан-Франциско, может использоваться для создания различных миниатюрных датчиков, которые могут отслеживать и другие ключевые биохимические маркеры в организме, такие как pH или углекислый газ. Эти датчики могли бы однажды предоставить врачам минимально инвазивные методы мониторинга биохимии внутри функционирующих органов и тканей.

Информация об этой разработке была опубликована в журнале Nature Biotechnology.

Большинство современных методов измерения оксигенации тканей может дать информацию только о том, что происходит вблизи поверхности тела. Это связано с тем, что эти методы используют электромагнитные волны, такие как инфракрасный свет, который может проникать только неглубоко в кожу или ткани органа. Хотя существуют виды магнитно-резонансной томографии, которые могут предоставить информацию о глубокой оксигенации тканей, они требуют длительного времени сканирования, и поэтому не в состоянии предоставить данные в режиме реального времени.

Ультразвук уже относительно давно используется в медицине. Одним из примеров такого устройства является Stimdust, разработанный в университете в Беркли, который способен обнаруживать нервные перебои в организме и стимулировать нервы.

Ученые решили расширить возможности этого имплантата, включив в него кислородный сенсор и светодиодный источник света, а также разработав более сложный набор электронных элементов управления для работы и считывания показаний датчика. Команда тестировала устройство, отслеживая уровень кислорода в мышцах живых овец.

Данный тип кислородного датчика отличается от пульсоксиметров, которые используются для измерения насыщенности крови кислородом. В то время как пульсоксиметры измеряют долю гемоглобина в крови, которая насыщается кислородом, новый прибор способен непосредственно измерять количество кислорода в тканях.

Новое устройство может использоваться для мониторинга состояния пересаженных органов, а также измерения гипоксии опухолей, что может помочь врачам проводить лучевую терапию рака.

Разработчики планируют еще уменьшить свое устройство, что упростит процесс имплантации, который в настоящее время требует хирургического вмешательства.