Датчик прокладывает путь к разработке устройств – возможно сходству шпионов фитнеса как Fitbit – какие люди могли носить и затем знать когда и в какой дозировка взять их лечение.«Наше видение должно разработать устройство, которое кто-то с астмой или другим респираторным заболеванием может носить вокруг их шеи или на их запястье и ударе в него периодически, чтобы предсказать начало приступа астмы или других проблем», сказал Мехди Джейвэнмард, доцент в Отделе Электротехники и Вычислительной техники. «Это продвигает область персонализированных и медицины точности».Javanmard и разнообразная команда экспертов Rutgers-Нью-Брансуика описывают их изобретение в исследовании, опубликованном онлайн сегодня в журнале Microsystems & Nanoengineering.
Астма, которая вызывает воспаление воздушной трассы и затрудняет воздушный поток, поражает приблизительно 300 миллионов человек во всем мире. Приблизительно 17,7 миллионам взрослых и 6,3 миллионам детей в Соединенных Штатах диагностировали астму в 2014.
Признаки включают кашель, хрипение, одышку и стеснение в груди. Другие серьезные заболевания легких включают хроническую обструктивную болезнь легких (COPD), которая охватывает эмфизему и хронический бронхит.Сегодняшние неразрушающие методы для диагностирования и контроля астмы ограничены в характеристике природы и степени воспламенения воздушной трассы, и требуют дорогостоящего, большого оборудования, которое пациенты не могут легко держать с ними. Методы включают спирометрию, которая измеряет способность дыхания и тестирование на выдохнутую азотную окись, индикатор воспламенения воздушной трассы.
Есть насущная необходимость в улучшенных, минимально агрессивных методах для молекулярного диагноза и контроля астмы, говорит исследование.Измерение биомаркеров в выдохнутом конденсате дыхания – крошечных жидких капелек, освобожденных от обязательств во время дыхания – может способствовать пониманию астмы на молекулярном уровне и привести к целенаправленному лечению и лучшему управлению ходом заболевания.Миниатюризированный электрохимический датчик исследователей Rutgers точно измеряет нитрит в выдохнутом конденсате дыхания использование уменьшенной графеновой окиси.
Уменьшенная графеновая окись сопротивляется коррозии, имеет превосходящие электрические свойства и очень точна в обнаружении биомаркеров. Графен – тонкий слой графита, используемого в карандашах.«Уровень нитрита в конденсате дыхания – многообещающий биомаркер для воспаления дыхательных путей.
Имея быстрый, легкий метод, чтобы иметь размеры это может помочь астматику определить, затрагивают ли воздушные загрязнители их так, они могут лучше справиться с использованием лечения и физической активности», сказал Клиффорд Вейсель, соавтор исследования и преподаватель в Научном Институте Здоровья окружающей среды и Гигиены труда Ратджерса (EOHSI). «Это могло также использоваться в офисе врача и отделениях неотложной помощи, чтобы контролировать эффективность различных противовоспалительных препаратов, чтобы оптимизировать лечение».«Увеличения воспламенения воздушной трассы могут быть признаком дальнего обнаружения повышенного риска приступа астмы или усиления хронической обструктивной болезни легких, допуская ранее и более – эффективные превентивные меры или лечение», сказал Роберт Лаумбах, соавтор исследования и профессиональный и экологический врач медицины в EOHSI.
«Просто смотря на кашель, хрипя и другие внешние признаки, точность диагноза часто плоха, таким образом, вот почему эта идея контролировать биомаркеры непрерывно может приводить к изменению парадигмы», сказал Джейвэнмард, который работает в Школе Разработки. «Способность выполнить определение количества без этикеток содержания нитрита в выдохнутом конденсате дыхания в единственном шаге без любой типовой предварительной обработки решает ключевое узкое место к предоставлению возможности портативного лечения астмы».Следующий шаг должен разработать портативную, пригодную систему, которая могла быть коммерчески доступной в течение пяти лет, сказал он.
Исследователи также предполагают расширение количества биомаркеров воспламенения, которые устройство могло обнаружить и мера.«В одних только США воспламенение аллергии, астма и различные респираторные заболевания все повышаются, таким образом, устройства, которые могут помочь диагностировать, контролируют и управляют этими состояниями, будет пользоваться повышенным спросом», сказал Джейвэнмард.