Команда ученых-материаловедов, экспертов по биоэлектронике и медицинских специалистов объединилась, чтобы создать первое в мире известное устройство, которое отслеживает пересаженные органы на предмет признаков надвигающегося отторжения. Этот крошечный интерфейс меньше и тоньше обычного ногтя на мизинце и может сообщать медицинской бригаде пациента о физиологических колебаниях. На данный момент исследователи протестировали устройство только на грызунах, но они полагают, что их технология может помочь спасти человеческие жизни.
Первые недели после пересадки органа — очень напряженное время. Поскольку вероятность отторжения составляет до 40%, пациенты должны подвергаться постоянному наблюдению, чтобы убедиться, что их иммунная система не будет бороться с новым органом. Хотя иммунодепрессанты снижают вероятность отторжения, врачам все равно приходится следить за появлением тревожных признаков: от тремора, тошноты и сильной усталости до внутреннего воспаления и инфекции. Последние часто обнаруживаются с помощью биопсии, но помимо того, что они инвазивны и дороги, они могут быть опасны для пациентов с ослабленным иммунитетом. В частности, при пересадке почки анализ мочи может помочь выявить признаки отторжения, но изменения, на которые опираются эти анализы, происходят только после того, как отторжение уже началось.
Имплантат, контролирующий состояние органа, получает энергию и коммуникационные возможности от небольшого электронного блока, к которому он подключен с помощью проводов.
Разработанное устройство может облегчить рабочую нагрузку здравоохранения, обеспечивая при этом постоянный, долгосрочный неинвазивный мониторинг отторжения. Как описано в журнале Science, устройство имеет ширину всего 0,3 сантиметра, длину 0,7 сантиметра и толщину 220 микрон, что позволяет легко имплантировать его в орган, ожидающий трансплантации. Оказавшись внутри тела реципиента, устройство собирает данные о температуре и теплопроводности органа — двух важных показателях здоровья недавно пересаженной ткани. Рядом с органом расположен небольшой блочок с батареей и беспроводным передатчиком, который соединяется с устройством коротким шнуром. Это позволяет устройству передавать необходимые данные медицинской бригаде пациента в режиме реального времени.
Команда ученых из Северо-Западного и Чикагского университетов провела испытания своего устройства на крысах, перенесших трансплантацию почки. Они обнаружили, что интерфейс выявляет изменения температуры и кровотока на три недели раньше, чем традиционные методы мониторинга. Хотя это устройство еще не использовалось в физиологии человека, результаты испытаний на грызунах многообещающие: чем раньше будут обнаружены тревожные признаки, тем раньше смогут вмешаться врачи.
«Если отторжение обнаруживается на ранней стадии, врачи могут провести терапию против отторжения, чтобы улучшить здоровье пациента и предотвратить потерю донорского органа», — сказал Джон Роджерс, исследователь биоэлектроники Северо-Западного университета, который руководил разработкой устройства. «В худшем случае если отторжение игнорируется, это может быть опасно для жизни. Чем раньше вы сможете обнаружить отторжение и начать лечение, тем лучше. Мы разработали это устройство именно с этой целью".