Rozwiązanie problemu diagnozowania chorób zakaźnych
Jednym z kluczy do powstrzymania rozprzestrzeniania się chorób zakaźnych jest szybka diagnostyka, jednak w przypadku wielu chorób nie jest to obecnie możliwe. Weźmy na przykład gruźlicę. Pomimo postępu technologicznego miliony pacjentów nadal otrzymują niepełną lub opóźnioną diagnozę. „Dzieje się tak częściowo dlatego, że objawy gruźlicy są niespecyficzne”, wyjaśnia Hossam Haick, naukowiec i profesor z Technion – Izraelskiego Instytutu Technologii. „Ale jest to również wynik tego, że istniejące testy diagnostyczne są powolne, mają niską czułość lub są zbyt drogie bądź skomplikowane, aby wykonywano je na odpowiednio dużą skalę”. Dzięki wsparciu finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu A-Patch Haick przewodzi pracom nad autonomicznym plastrem noszonym na ciele, który może w czasie rzeczywistym wykrywać choroby zakaźne, takie jak gruźlica. „Naszym ostatecznym celem jest opracowanie i zademonstrowanie taniej, jednorazowej platformy elektronicznej dla plastra przy użyciu elastycznych, cienkowarstwowych tranzystorów tlenkowych”, mówi Haick, który wziął udział w podcaście CORDIScovery na temat zapobiegania gruźlicy.
Ostrzeganie pacjenta, gdy coś jest nie tak
Rozwiązanie A-Patch opiera się na drukowanej technologii czujników. „Z plastrem zintegrowano elastyczny układ czujników opartych na chemorezystorach, które mogą wyczuwać właściwe dla gruźlicy lotne związki organiczne”, zauważa Haick. „Związki te są uwalniane do krwiobiegu przez zainfekowane komórki lub w wyniku ich działania. Nasze czujniki mogą je wykryć z powietrza uwięzionego nad skórą”. Po umieszczeniu plastra na skórze pacjenta może on wykryć wszelkie odchylenia od zdrowego zakresu lotnych związków organicznych, które mogą wskazywać na infekcję lub wysokie ryzyko infekcji. W przypadku stwierdzenia takiego odchylenia urządzenie A-Patch autonomicznie wysyła do pacjenta alert za pośrednictwem aplikacji na bezprzewodowe urządzenie mobilne, zalecając przeprowadzenie dalszych badań lub leczenie. Te same dane mogą zostać również przesłane do placówki ochrony zdrowia pacjenta.
Możliwość monitorowania skuteczności leczenia
Oprócz możliwości diagnostycznych A-Patch może przynieść korzyści również osobom w trakcie leczenia. „Ponieważ plastry są przeznaczone do ciągłego noszenia, mogą monitorować leczenie choroby i dostarczać pacjentowi oraz jego placówce ochrony zdrowia cennych informacji o skuteczności danego planu leczenia”, dodaje Haick. Aby umożliwić takie przedłużone użytkowanie, badacze zaprojektowali matrycę czujników, która ma się samoistnie naprawiać w przypadku standardowych uszkodzeń spowodowanych zużyciem. Urządzenie jest również samozasilane, co oznacza, że nie trzeba go ładować. Plaster automatycznie wytwarza energię elektryczną wskutek tarcia skóry o plaster. „Włączyliśmy również komponent bezpiecznej transmisji, aby umożliwić zapewnienie prywatności podczas diagnozy i monitorowania leczenia przez lekarzy, narodowe systemy opieki zdrowotnej i globalne organizacje zdrowotne”, zauważa Haick.
Nowy sposób zwalczania chorób zakaźnych
Użyteczność i możliwość noszenia A-Patch na ciele została potwierdzona podczas badania klinicznego z udziałem ochotników,które zostało przeprowadzone na Łotwie. Chociaż pandemia COVID-19 spowodowała, że grupa uczestników była mniejsza niż początkowo planowano, testy wykazały, że plaster miał 80-procentowy poziom dokładności, czyli osiągnął próg ustalony na początku projektu. „Oznacza to, że technologia opracowana podczas tego projektu może skutecznie odróżniać aktywną formę gruźlicy od nieaktywnej”, mówi Haick. Według badacza wyniki te oznaczają, że A-Patch ma potencjał, aby umożliwić nie tylko odpowiednie diagnozowanie pacjentów, leczenie i dalszą obserwację, ale także ciągłe badania przesiewowe zagrożonych populacji i monitorowanie epidemii w czasie rzeczywistym. „Posiadanie dostępu do takich danych dotyczących całej populacji i konkretnych lokalizacji może zmienić charakter badań epidemiologicznych oraz sposób, w jaki leczymy i kontrolujemy szereg chorób zakaźnych”, podsumowuje badacz.
Słowa kluczowe
A-Patch, badanie epidemiologiczne, choroby zakaźne, noszony na ciele, gruźlica, diagnoza, technologia czujników, lotne związki organiczne, opieka zdrowotna, epidemia