Новости | Обычная зубная нить становится высокотехнологичным датчиком в прорыве к точному мониторингу стресса

Новости | Обычная зубная нить становится высокотехнологичным сенсором для точного мониторинга стресса

Хронический стресс может повышать артериальное давление, способствовать развитию сердечно-сосудистых заболеваний, ослаблять иммунную функцию и вызывать депрессию и тревожность. Однако существующие инструменты мониторинга стресса часто дороги и основаны на субъективной оценке, что затрудняет точное измерение реального физиологического состояния человека.

Чтобы решить эту проблему, междисциплинарная команда Университета Тафтса в США разработала новый сенсор на основе зубной нити, который определяет в слюне гормон стресса кортизол во время обычного использования зубной нити. Он предлагает неинвазивный, высокоточный и относительно недорогой подход к мониторингу стресса.

«Изучая влияние стресса на познание и обучение, мы обнаружили, что само измерение часто становится дополнительным источником стресса», — сказал профессор электротехники и компьютерной инженерии Самир Сонкусале. «Поэтому мы задумались, можно ли полностью интегрировать сенсор в повседневную жизнь, не создавая дополнительной нагрузки. Слюна содержит кортизол, а регулярное использование зубной нити делает её идеальным инструментом мониторинга».

Устройство напоминает обычный флоссер: пластиковая ручка и натянутая между её концами нить; по размеру оно примерно с указательный палец. За счёт капиллярного действия нить впитывает слюну и направляет её к зоне электродного сенсора внутри устройства, где молекулы кортизола захватываются и обнаруживаются с помощью специализированного молекулярного распознавания.

Ключевая технология, называемая электрополимеризованными молекулярно-импринтированными полимерами (eMIP), была впервые разработана 30 лет назад. Она работает как гипсовая форма: кортизол служит молекулой-шаблоном, вокруг которой формируется полимер с «запомненной формой». После удаления шаблона остаются участки связывания, точно соответствующие целевой молекуле, что обеспечивает высокоселективное распознавание и захват.

«eMIP — революционная технология», — сказал Сонкусале. «Предыдущие биосенсоры часто опирались на дорогие биорецепторы, например антитела, тогда как eMIP позволяет быстро создавать специализированную распознающую мембрану для любой целевой молекулы. Это значительно сокращает время разработки и снижает стоимость».

По словам команды, сенсор на зубной нити столь же чувствителен, как лучшие представленные на рынке устройства для выявления стресса, и может использоваться дома без специальной подготовки, интегрируя мониторинг стресса в повседневное управление здоровьем. Высокомасштабируемая технология eMIP также может определять другие биомаркеры в слюне, например эстроген для отслеживания фертильности, глюкозу для мониторинга диабета или молекулы, связанные с раком, и в конечном итоге может измерять несколько биомаркеров одновременно.

Хотя устройство хорошо подходит для мониторинга, Сонкусале подчеркнул, что его основное применение — ведение заболеваний и непрерывное отслеживание, а не диагностика. «Анализ крови остаётся золотым стандартом диагностики. Но после постановки диагноза, например сердечно-сосудистого заболевания, сенсор на зубной нити может быть очень ценен для отслеживания ответа на лечение и своевременного вмешательства».

Команда планирует создать стартап для коммерциализации сенсора. Результаты исследования опубликованы в ACS Applied Materials & Interfaces.

Сенсор на зубной нити дополняет разработки команды Сонкусале в области носимых сенсоров, включая гибкую электронику, которая определяет метаболиты и газы в поте, отслеживает движения и может даже вплетаться в текстиль.

Источник материала:

Собрано в интернете