Встроенные в тело человека датчики могут помочь при лечении целого спектра сложных заболеваний, когда важно следить за пациентом непрерывно и долго. Это абсолютно щадящие методы, если сравнивать их с регулярным забором крови и сдачей других анализов. В частности, учёные из Сколтеха разработали датчик для постоянного слежения за уровнем гормона кортизола, концентрация которого повышается при стрессе и вредит здоровью.
«Во-первых, мониторинг уровня анализов in vivo сам по себе является непростой задачей. Во-вторых, молекула кортизола относительно невелика. Наконец, забор образцов крови — процедура, вызывающая стресс как у животных (мышей или крыс), так и у людей, а в стрессовом состоянии концентрация кортизола повышается, и результат анализа оказывается недостоверным. Задача исследования — разработать имплантируемый сенсор для контроля кортизола непосредственно в кровотоке», — рассказывает один из авторов статьи, профессор Сколтеха и Университета Северного Техаса (США) Владимир Драчев.
Учёные предполагают, что датчик непрерывного мониторинга кортизола в крови в режиме реального времени будет иметь вид оптического волокна в тонкой игле, на конце которого находится капиллярная ячейка с полупроницаемой мембраной. Мембрана будет пропускать только молекулы кортизола. Свободный кортизол будет взаимодействовать с особым биологическим материалом на золотых наноостровках в датчике, что будет сопровождаться флуоресценцией, интенсивность которой будет эквивалентна уровню этого гормона в крови.
Флуоресцентная засветка по оптоволокну будет передаваться на портативный спектрометр на теле человека и сигнализировать об уровне кортизола. Заявлено, что новый сенсор способен регистрировать минимальный уровень кортизола — 0,02 мкг на миллилитр, что соответствует нормальному уровню гормона в плазме крови человека. Одним из неприятных последствий повышений уровня кортизола в крови является нарушение обмена веществ, что стало бичом современного цивилизованного общества. Новая разработка имеет все шансы помочь в лечении подобных нарушений, но для этого ещё предстоит провести много новых исследований.