Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Πρέπει να τρέξετε στο μπάνιο τώρα; Ή μπορείτε να κρατηθείτε μέχρι να φτάσετε σπίτι; Ένα νέο εμφύτευμα και μια σχετική εφαρμογή smartphone μπορεί κάποια μέρα να αφαιρέσει τις εικασίες από την εξίσωση. Ερευνητές του Northwestern University ανέπτυξαν ένα νέο μαλακό, εύκαμπτο εμφύτευμα χωρίς μπαταρίες που προσκολλάται στο τοίχωμα της ουροδόχου κύστης για να αισθάνεται το γέμισμα. Στη συνέχεια, μεταδίδει ασύρματα —και ταυτόχρονα— δεδομένα σε μια εφαρμογή smartphone, ώστε οι χρήστες να μπορούν να παρακολουθούν την πληρότητα της κύστης τους σε πραγματικό χρόνο.
Η μελέτη, «Ένα ασύρματο, εμφυτεύσιμο βιοηλεκτρονικό σύστημα για την παρακολούθηση της λειτουργίας της ουροδόχου κύστης μετά τη χειρουργική αποκατάσταση» που δημοσιεύτηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), σηματοδοτεί το πρώτο παράδειγμα βιοηλεκτρονικού αισθητήρα που επιτρέπει τη συνεχή παρακολούθηση της λειτουργίας της ουροδόχου κύστης για παρατεταμένη περίοδο. Αν και αυτή η νέα συσκευή δεν είναι απαραίτητη για τον μέσο άνθρωπο, θα μπορούσε να αλλάξει το παιχνίδι για άτομα με παράλυση, δισχιδή ράχη, καρκίνο της ουροδόχου κύστης ή νόσο τελικού σταδίου της ουροδόχου κύστης – όπου η λειτουργία της ουροδόχου κύστης συχνά διακυβεύεται και μπορεί να απαιτείται χειρουργική επέμβαση αποκατάστασης της ουροδόχου κύστης.
Το σύστημα αισθητήρων μπορεί επίσης να επιτρέψει στους κλινικούς ιατρούς να παρακολουθούν τους ασθενείς τους εξ αποστάσεως και συνεχώς για να λαμβάνουν πιο ενημερωμένες και ταχύτερες αποφάσεις θεραπείας. “Εάν τα νεύρα της ουροδόχου κύστης καταστραφούν από χειρουργική επέμβαση ή από μια ασθένεια όπως η δισχιδής ράχη, τότε ένας ασθενής συχνά χάνει την αίσθηση του και δεν γνωρίζει ότι η κύστη του είναι γεμάτη”, δήλωσε ο Guillermo A. Ameer του Northwestern, επικεφαλής της εργασίας. «Για να αδειάσουν την κύστη, συχνά πρέπει να χρησιμοποιούν καθετήρες, οι οποίοι είναι άβολοι και μπορεί να οδηγήσουν σε επώδυνες λοιμώξεις. Θέλουμε να καταργήσουμε τη χρήση καθετήρων και να παρακάμψουμε τις τρέχουσες διαδικασίες παρακολούθησης της λειτουργίας της κύστης, οι οποίες είναι εξαιρετικά επεμβατικές, πολύ δυσάρεστες και πρέπει να γίνουν σε νοσοκομείο ή κλινικό περιβάλλον».
Ένας ειδικός στην αναγεννητική μηχανική, ο Ameer είναι ο Daniel Hale Williams καθηγητής Βιοϊατρικής Μηχανικής στο Northwestern’s McCormick School of Engineering και καθηγητής χειρουργικής στο Northwestern University Feinberg School of Medicine. Διευθύνει επίσης το Κέντρο Προηγμένης Αναγεννητικής Μηχανικής και το Προδιδακτορικό Εκπαιδευτικό Πρόγραμμα Αναγεννητικής Μηχανικής. Ο Ameer συνοδήγησε τη μελέτη με τους John A. Rogers και Arun Sharma του Northwestern. Πρωτοπόρος στη βιοηλεκτρονική, ο Rogers είναι ο Louis Simpson και η Kimberly Querrey Καθηγητής Επιστήμης και Μηχανικής Υλικών, Βιοϊατρικής Μηχανικής και Νευρολογικής Χειρουργικής στο McCormick and Feinberg. Διευθύνει επίσης το Querrey Simpson Institute for Bioelectronics.
Πώς λειτουργεί και αρχικά αποτελέσματα
Λόγω προβλημάτων με τα νεύρα, τον εγκέφαλο ή το νωτιαίο μυελό, εκατομμύρια Αμερικανοί υποφέρουν από δυσλειτουργική κύστη. Αυτά τα ζητήματα μπορεί να προκύψουν από συγγενή ελαττώματα όπως η δισχιδής ράχη – όπου ένα άτομο γεννιέται με κατεστραμμένη σπονδυλική στήλη – ή από τραυματικούς τραυματισμούς που υπέστη σε οποιαδήποτε στιγμή της ζωής του. Όταν αφεθεί χωρίς θεραπεία, η σοβαρή δυσλειτουργία της ουροδόχου κύστης μπορεί να προκαλέσει λοιμώξεις ρουτίνας και προβλήματα ούρησης, οδηγώντας τελικά σε νεφρική βλάβη, η οποία επηρεάζει ολόκληρο το σώμα. Η παροχή δυνατότητας στους γιατρούς να παρακολουθούν εξ αποστάσεως τους ασθενείς τους θα μπορούσε να επιτρέψει ταχύτερες παρεμβάσεις.
Για την παρακολούθηση της κύστης, η νέα συσκευή περιλαμβάνει πολλούς αισθητήρες, οι οποίοι συνεργάζονται για να μετρήσουν μια απλή παράμετρο: την καταπόνηση. Καθώς η κύστη γεμίζει, επεκτείνεται. Όσο πιο γεμάτη γίνεται η κύστη, τόσο περισσότερο τεντώνεται. Αυτό το τέντωμα τραβάει τη συσκευή που μοιάζει με ελαστικό για να σηματοδοτήσει την καταπόνηση. Ομοίως, όταν η κύστη αδειάζει, συστέλλεται, γεγονός που στη συνέχεια ανακουφίζει από την καταπόνηση. Καθώς οι αισθητήρες ανιχνεύουν διάφορα επίπεδα καταπόνησης, η συσκευή χρησιμοποιεί ενσωματωμένη τεχνολογία Bluetooth για να μεταδώσει αυτές τις πληροφορίες σε smartphone ή tablet.
«Η βασική πρόοδος εδώ είναι η ανάπτυξη εξαιρετικά μαλακών, εξαιρετικά λεπτών, τεντωμένων μετρητών καταπόνησης που μπορούν να τυλίξουν απαλά την εξωτερική επιφάνεια της ουροδόχου κύστης, χωρίς να επιβάλλουν μηχανικούς περιορισμούς στη φυσική συμπεριφορά πλήρωσης και εκκένωσης», είπε ο Rogers. Σε μελέτες με μικρά ζώα, το σύστημα παρέδωσε με επιτυχία μετρήσεις σε πραγματικό χρόνο πλήρωσης και εκκένωσης της κύστης για 30 ημέρες. Στη συνέχεια, σε μια μελέτη που χρησιμοποίησε πρωτεύοντα πλην του ανθρώπου, το σύστημα παρέδωσε με επιτυχία πληροφορίες για οκτώ εβδομάδες. Οι ερευνητές απέδειξαν επίσης ότι οι αισθητήρες είναι αρκετά ευαίσθητοι ώστε να ανιχνεύουν καταπόνηση από πολύ χαμηλούς όγκους ούρων.
«Αυτό το έργο είναι το πρώτο του είδους του που έχει κλιμακωθεί για ανθρώπινη χρήση», είπε ο Ameer. «Δείξαμε την πιθανή μακροπρόθεσμη λειτουργία της τεχνολογίας. Ανάλογα με την περίπτωση χρήσης, μπορούμε να σχεδιάσουμε την τεχνολογία ώστε να παραμένει μόνιμα μέσα στο σώμα ή να διαλύεται ακίνδυνα αφού ο ασθενής έχει κάνει πλήρη ανάρρωση.» Αν και η νέα τεχνολογία είναι χρήσιμη από μόνη της, ο Ameer την οραματίζεται ως ένα συστατικό ενός πλήρως ενσωματωμένου συστήματος για την αποκατάσταση της λειτουργίας της ουροδόχου κύστης.
