Người bạn đồng hành của bạn có thể là cá nhân dịch vụ chăm sóc sức khỏe - biết chính xác nhu cầu của từng cá nhân và sau đó cung cấp các chất dinh dưỡng, chất chuyển hóa và thuốc phù hợp cần thiết để ổn định và cải thiện tình trạng sức khỏe cho họ. Để thực hiện được điều này, trước tiên các bác sĩ cần có phương pháp có thể đo lường và theo dõi xuyên suốt một số dấu hiệu sinh học về sức khỏe ở cá nhân.

Vũ khí đeo không dây trang bị đầy đủ kỹ thuật để theo dõi COVID trong thời gian dài. Tỷ lệ thang hiển thị là 1 cm. Nguồn: Caltech

Nhóm kỹ sư của Caltech đã phát triển kỹ thuật phun các hạt nano đặc biệt, cho phép sản xuất hàng loạt các loại cảm biến hôi nách có thể đeo được và có độ bền cao. Các cảm biến này có thể dùng để theo dõi nhiều loại chỉ sinh học, nghĩ hạn như vitamin, hormone, chất chuyển hóa và thuốc theo thời gian thực, giúp bệnh nhân và bác sĩ có khả năng liên tục theo dõi những thay đổi về nồng độ của các phân tử đó.

Cảm biến sinh học đeo kết hợp các hạt nano mới đã được sử dụng thành công để theo dõi các chất chuyển hóa ở những bệnh nhân mắc bệnh COVID kéo dài và nồng độ thuốc hóa trị ở bệnh nhân ung thư tại City of Hope ở Duarte, California. " Đây chỉ là hai ví dụ về những điều có thể thực hiện được ", Wei Gao, giáo sư kỹ thuật y học tại Khoa Kỹ thuật Y học Andrew và Peggy Cherng thuộc Viện Công nghệ California, cho biết. Gao, tác giả bài báo mô tả kỹ thuật mới này trên tạp chí Nature Materials , cho biết: " Có nhiều tình trạng bệnh mãn tính và các chỉ dấu sinh học của chúng cho phép các biến cảm này cung cấp cho chúng ta khả năng theo dõi liên tục và không xâm lấn ".

Gao và nhóm của ông mô tả các hạt nano này là các hạt nano có cấu trúc cốt lõi và thiết lập phương pháp. Phương pháp thiết lập này đã được thiết lập thành công trong khối dịch chứa phân tử mà các nhà nghiên cứu muốn theo dõi như vitamin C. Các monome tự gắn nhanh để tạo thành polyme, phân tử mục tiêu, vitamin C, sẽ được giữ lại bên trong phương pháp thiết lập khối nano hạt.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu sử dụng một môi trường phân tử để loại bỏ các vitamin C phân tử, để tái tạo một lớp vỏ polyme trong dấu phân tử có các lỗi hình dạng hoàn toàn giống với dạng hình dạng của các vitamin C phân tử tương tự như các kháng vật có thể tạo ra khả năng nhận dạng dạng lọc hình ảnh của công cụ phân loại loại phân tử.

Điều quan trọng là, trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu đã kết hợp các polyme được hình thành thành đặc biệt với sản phẩm lõi nano từ Niken hexacyanoferrat (NiHCF). Vật liệu này có thể bị oxy hóa hoặc khử mùi khi tiếp xúc với mồ hôi của người hoặc các chất dịch khác của cơ sở dưới tác động của điện áp.

Quay lại ví dụ về vitamin C, chất lỏng sẽ tiếp xúc với cốt lõi NiHCF miễn phí là loại vitamin C không được sử dụng và điều này sẽ tạo ra tín hiệu điện. Tuy nhiên, khi các phân tử vitamin C tiếp xúc với polyme, chúng sẽ xâm nhập vào các lỗ hổng đó, do đó không cho ra mồ hôi hoặc các chất dịch khác của cơ bắp có thể tiếp xúc với phần cốt lõi này. Điều này làm suy yếu tín hiệu điện. Do đó, cường độ tín hiệu điện sẽ cho biết lượng vitamin C có trong cơ thể. " Điều này rất quan trọng bởi lõi Niken hexacyanoferrate có độ ổn định cao, ngay cả trong chất lỏng sinh học, làm cho các cảm biến này trở nên lý tưởng để đo lường trong thời gian dài ", Gao, cũng là nhà nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Y học Di sản và là học giả Ronald và JoAnne Willens, cho biết. Các hạt nano cốt-vỏ mới có tính linh hoạt cao và được sử dụng trong các mảng cảm biến để đo nồng độ của nhiều loại axit amin, chất chuyển hóa, hormone hoặc thuốc trong mồ hôi hoặc chất dịch của cơ thể.

Trong nghiên cứu được mô tả trong bài báo, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy các hạt nano liên kết với vitamin C cùng với các hạt nano khác liên kết với axit amin tryptophan và creatinine, một chỉ điểm sinh học thường được đo để xem chức năng sức khỏe hoạt động tốt như thế nào.

Tất cả các hạt nano được kết hợp thành một biến thể cảm xúc sau đó được sản xuất hàng loạt. Ba phân tử này được quan tâm trong các nghiên cứu về bệnh nhân mắc bệnh COVID kéo dài. Tương tự như vậy, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu các biến cảm ứng dựa trên các hạt nano, đặc biệt cho ba loại thuốc chống khối u khác nhau trên từng cảm biến, sau đó được thử nghiệm trên bệnh nhân ung thư tại City of Hope. Gao cho biết: "Bằng cách chứng minh tiềm năng của công nghệ này, chúng tôi có thể theo dõi từ xa lượng thuốc điều trị ung thư trong cơ sở ở bất cứ thời điểm nào khác nhau. Điều này cho thấy mục tiêu điều trị cá nhân hóa chất lượng không chỉ cho bệnh ung thư mà còn cho nhiều tình trạng bệnh khác nữa ".

Trong bài báo, nhóm nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các hạt nano có thể được sử dụng để tạo ra các cảm biến có thể được ghép ngay dưới da cho phép theo dõi chính xác nồng độ thuốc trong cơ thể.

Nguồn: NASATI