Minisenzor pomůže hojení orgánů po transplantaci. Je menší než beruška a komunikuje ultrazvukem

Miniaturní bezdrátový implantát, který vyvinuli vědci z Kalifornské univerzity v Berkley ve spolupráci s lékaři z Kalifornské univerzity v San Franciscu, měří hladinu kyslíku ve tkáni, a to v reálném čase. Posloužit může ke kontrole přijetí transplantovaného orgánu. Zároveň otevírá dveře podobným přístrojům, které by měřily hladinu pH nebo oxidu uhličitého.

Kyslík je pro buňky klíčový, aby mohly získávat energii z jídla. Jeho stabilní přísun tak potřebují k přežití téměř všechny lidské tkáně. Většina metod měření okysličení tkáně však pokryje jen to, co se děje těsně pod kůží – bývají založeny na elektromagnetickém vlnění, jako je třeba infračervené světlo, které dosáhne jen pár centimetrů pod povrch těla. Složitější zobrazovací technologie, jako je magnetická rezonance, zase vyžadují dlouhé skenování, a navíc nejsou schopny dodat data v reálném čase.

Profesor elektrotechniky a počítačových věd Michel Maharbiz se na miniaturizaci a využití ultrazvukových vln zaměřuje od roku 2013. Tento druh vlnění je pro tělo neškodný a doputuje na mnohem delší vzdálenosti než elektromagnetické vlny. Implantát jejich prostřednictvím komunikuje a také se tak nabíjí.

Ve spolupráci s postgraduálním studentem Sonerem Sönmezoğlu, který se specializuje na schopnost přístroje měřit hladinu kyslíku, se povedlo senzor otestovat ve svalech živých ovcí. Samotný implantát je menší než beruška – je dlouhý 4,5 milimetru a široký 3 milimetry. Pro jeho využití v lidské medicíně vidí vědci hned několik možností. „Jednou z možných aplikací tohoto zařízení je sledování transplantovaných orgánů, protože v měsících po jeho transplantaci mohou nastat cévní komplikace a pak vést až k dysfunkci štěpu,“ uvedl Sönmezoğlu. „Může být použito také k měření hypoxie nádoru, což lékařům pomůže s nastavením radiační léčby,“ dodává.

Nový přístroj by ocenili také neonatologové, jejichž dětští pacienti dostávají doplňkový kyslík, ale jeho koncentrace se špatně zjišťuje. „Další miniaturizované verze tohoto zařízení by nám mohly pomoci lépe regulovat vystavení kyslíku u našich předčasně narozených dětí na jednotkách intenzivní péče a také minimalizovat některé negativní důsledky nadměrného vystavení kyslíku, jako je retinopatie nedonošených nebo chronické plicní onemocnění,“ vysvětluje Emin Maltepe, spoluautor studie, která o otestování senzoru informovala.

Budoucnost senzoru vidí Soner Sönmezoğlu v úpravě pro měření dalších hodnot v těle, jako je pH, glukóza, oxid uhličitý nebo reaktivní formy kyslíku. Následující modifikací bude jeho další zmenšení, které předejde nutnosti operace. Senzor by tak bylo možné zavést laparoskopicky či za pomoci injekce.