Tambalan Kecil Suatu Saat Mungkin Mengukur Kebutuhan Kesehatan Kritis Anda


28 Juni 2023 – Jam tangan pintar dapat memberi tahu Anda banyak hal tentang kesehatan Anda, tetapi untuk menjaga dari ancaman besar seperti diabetes dan penyakit jantung, tes darah tetap menjadi standar emas – untuk saat ini.

Suatu hari nanti, tambalan yang dapat dikenakan dapat memberi Anda informasi yang sama, dikurangi tusukan di lengan dan schlep ke kantor dokter.

Tambalan akan melacak penanda dalam cairan di bawah kulit Anda, di antara dan di sekitar sel Anda, yang disebut cairan interstisial.

Jika Anda pernah melihat atau menggunakan monitor glukosa terus menerus, maka Anda sudah melihat sekilas masa depan ini. Tambalan kulit ini, biasanya dikenakan di bagian belakang lengan atas, menggunakan cairan interstitial untuk melacak kadar gula darah secara real time.

Sekarang para ilmuwan bertanya: Apa lagi yang bisa diukur oleh teknologi ini?

“Visinya adalah untuk mengembangkan laboratorium di bawah kulit,” kata Joseph Wang, PhD, seorang profesor rekayasa nano di University of California San Diego.

Hasilnya: Semua pekerjaan laboratorium Anda – kolesterol, hormon, elektrolit, dan banyak lagi – dapat dilakukan sendiri, meringankan beban sistem perawatan kesehatan dan memberdayakan Anda dengan informasi tingkat klinis real-time tentang kesehatan Anda.

Bagaimana cara kerjanya?

Keringat dan air liur mungkin lebih mudah didapat, tetapi cairan interstitial adalah cermin darah yang lebih baik. Itu bocor dari pembuluh darah kecil (kapiler), dan membawa nutrisi ke dan menghilangkan limbah dari kulit Anda.

Untuk menangkap cairan ini, setiap monitor memiliki kabel kecil atau susunan microneedles dengan panjang kurang dari satu milimeter yang menembus kulit selama berhari-hari, berminggu-minggu, atau selama apa pun Anda memakainya. “Kamu tidak merasakannya,” kata Wang. “Begitu kamu meletakkannya di kulit, kamu melupakannya.”

Microneedles atau kabel terbuat dari polimer yang menyedot cairan, yang mengalir ke sensor biokimia yang menargetkan penanda yang ingin Anda ukur.

Paten paling awal untuk teknologi ini berasal dari tahun 1990-an (monitor glukosa pertama yang dapat dipakai untuk penggunaan di rumah diluncurkan pada tahun 2000-an), tetapi sensor telah berkembang pesat sejak saat itu, menjadi lebih kecil, lebih akurat, dan lebih canggih.

Sensor glukosa menggunakan enzim yang bereaksi terhadap glukosa untuk mengungkapkan konsentrasinya dalam darah. Beberapa peneliti – seperti Jason Heikenfeld, PhD, dan timnya di University of Cincinnati – berfokus pada “aptamers”, untaian pendek DNA tunggal yang berikatan dengan molekul target. “Anda dapat memanfaatkan kemampuan tubuh sendiri untuk menghasilkan sesuatu untuk mengambil jarum di tumpukan jerami,” katanya.

Gambar yang lebih besar

Ketika populasi kita menua dan biaya perawatan kesehatan meningkat, dan infrastruktur medis serta tenaga kerja kita semakin menipis, kita melihat dorongan untuk obat-obatan yang terdesentralisasi, kata Heikenfeld. Seperti teknologi pemantauan di rumah lainnya, pengindraan cairan interstisial menjanjikan kenyamanan dan akses perawatan yang lebih baik.

“Ada banyak hal yang dapat Anda lakukan melalui pengobatan jarak jauh, melalui telepon,” kata Justin T. Baca, MD, PhD, seorang profesor di University of New Mexico. “Tapi kami masih belum menemukan cara mengumpulkan biosampel yang andal dan menganalisisnya dari jarak jauh.”

Tidak seperti tes darah tradisional, yang memberikan gambaran kesehatan untuk satu titik waktu, perangkat ini melacak data secara terus-menerus, mengungkap tren, dan membantu dokter menemukan ancaman yang akan datang lebih awal.

Ambil keton, misalnya, bahan kimia yang dibuat di hati saat memecah lemak. Tingkat yang tinggi pada pasien diabetes dapat menyebabkan kondisi yang mengancam jiwa yang disebut ketoasidosis diabetik, yang seringkali terbentuk secara perlahan dan dapat diabaikan pada tahap awal.

Baca dan lainnya menggunakan cairan interstisial untuk terus mendeteksi kadar keton dalam darah.

“Ini berpotensi seperti tanda peringatan dini bahwa seseorang perlu diperiksa atau direhidrasi atau mendapatkan insulin,” kata Baca, “semacam diagnosis dini untuk menghindari kunjungan ke rumah sakit di kemudian hari.”

Inilah hal lain yang dapat kami lakukan dengan teknologi ini:

Manajemen Penyakit Kronis

Melihat dampak kesehatan dari pengobatan dan diet secara real time dapat memotivasi pasien untuk tetap pada rencana pengobatan mereka, kata Heikenfeld. Para peneliti di Taiwan sedang mengembangkan tes yang dapat membantu orang dengan penyakit ginjal kronis melacak kadar cystatin C, protein yang meningkat saat fungsi ginjal menurun. Pasien penyakit jantung dapat melihat kadar kolesterol mereka turun dari waktu ke waktu, dan tentu saja, pasien diabetes sudah dapat melacak glukosa.

Pemantauan Obat Resep

Penyedia dapat memantau tingkat obat dalam tubuh pasien – seperti antibiotik untuk infeksi – untuk melihat bagaimana itu dimetabolisme, dan menyesuaikan dosis sesuai kebutuhan, kata Heikenfeld.

Terapi Stres dan Hormon

Cairan interstisial dapat membantu kita mengukur kadar hormon, seperti hormon stres kortisol.

Ilmuwan di Inggris dan Norwegia mengembangkan perangkat yang dikenakan di pinggang yang mengumpulkan sampel cairan interstitial secara terus menerus hingga 3 hari. Dalam studi mereka, sampel dikirim untuk dianalisis, tetapi suatu hari nanti perangkat tersebut dapat dilengkapi dengan sensor untuk memantau satu hormon secara real time, kata penulis studi Thomas Upton, PhD, seorang peneliti klinis di University of Bristol di Inggris. “Ada banyak minat dalam pemantauan kortisol secara real-time,” katanya.

Di antara mereka yang bisa mendapatkan keuntungan: pasien dengan kekurangan hormon, pekerja shift malam dengan ritme sirkadian yang kacau, atau siapa saja yang ingin memantau respons stres mereka.

Kinerja dan Kesehatan Manusia

Atlet dapat menggunakan monitor glukosa dan laktat untuk mengoptimalkan latihan, waktu pemulihan, dan diet. Sedang menjalani diet keto? Monitor dapat membantu Anda menyesuaikan asupan karbohidrat berdasarkan kadar keton Anda. Kelompok Analyte Ventures Abbott sedang mengerjakan sensor alkohol dalam darah, membantu siapa saja yang ingin menghindari minum berlebihan.

Kapan Anda Bisa Mendapatkannya?

Penelitian awal telah menjanjikan, tetapi masih banyak yang dibutuhkan sebelum sensor cairan interstisial dapat diverifikasi dan disetujui.

Manufaktur akan menjadi tantangan. Memproduksi sensor ini dalam skala besar, tanpa mengorbankan konsistensi atau kualitas, tidak akan murah, kata Heikenfeld. Pemantau glukosa berkelanjutan saat ini membutuhkan waktu puluhan tahun dan ratusan juta dolar untuk dikembangkan.

Namun, fondasinya telah diletakkan.

“Saat kita semua lebih mengarah ke cairan interstisial, ada peta jalan kesuksesan yang telah terbukti yang telah dilakukan oleh perusahaan diagnostik besar selama beberapa dekade,” kata Heikenfeld.

Untuk saat ini, para ilmuwan sedang menyempurnakan sensor dan mencari cara untuk melindunginya dari cairan tubuh lain saat digunakan, kata Wang. Tetapi jika semuanya digabungkan, hasilnya bisa mengubah permainan.

Laboratorium Wang sedang mengembangkan sistem yang dapat memantau glukosa dan laktat atau glukosa dan alkohol – yang dapat tersedia dalam waktu 2 tahun, katanya.

Dalam dekade berikutnya, prediksi Wang, kami akan dapat mengukur selusin penanda dengan satu tambalan sederhana.


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *