Şimdi tuvalete koşmalı mısın? Yoksa eve gelene kadar tutabilir misin? Yeni bir implant ve ilgili akıllı telefon uygulaması, bir gün tahmin çalışmasını denklemden kaldırabilir.

Northwestern Üniversitesi araştırmacıları, dolumu algılamak için mesane duvarına bağlanan yeni, yumuşak, esnek, pilsiz bir implant geliştirdi. Daha sonra kablosuz olarak -; ve aynı anda -; verileri bir akıllı telefon uygulamasına aktarır, böylece kullanıcılar mesane doluluklarını gerçek zamanlı olarak izleyebilirler.

Araştırma önümüzdeki hafta dergide yayınlanacak. Ulusal Bilimler Akademisi Tutanakları (PNAS). Bu, mesane fonksiyonunun uzun bir süre boyunca sürekli olarak izlenmesini sağlayan biyoelektronik sensörün ilk örneğini oluşturuyor.

Bu yeni cihaz ortalama bir insan için gereksiz olsa da, felç, spina bifida, mesane kanseri veya son dönem mesane hastalığı olan kişiler için oyunun kurallarını değiştirebilir; Mesane fonksiyonunun sıklıkla tehlikeye girdiği durumlarda mesane rekonstrüksiyon ameliyatı gerekli olabilir. Sensör sistemi ayrıca klinisyenlerin hastalarını uzaktan ve sürekli olarak izlemelerine ve daha fazla bilgi sahibi olmalarına olanak tanıyabilir; ve daha hızlı -; tedavi kararları.

Çalışmayı yöneten Northwestern'den Guillermo A. Ameer, "Mesane sinirleri ameliyattan veya spina bifida gibi bir hastalıktan dolayı hasar görürse, bu durumda hasta sıklıkla hissini kaybeder ve mesanesinin dolu olduğunun farkında olmaz" dedi. "Mesaneyi boşaltmak için sıklıkla kateter kullanmak zorunda kalıyorlar, bu da rahatsız edici ve ağrılı enfeksiyonlara yol açabiliyor. Oldukça invaziv, çok rahatsız edici olan ve hastane veya klinik ortamda yapılması gereken kateter kullanımını ortadan kaldırmak ve mevcut mesane fonksiyonu izleme prosedürlerini bypass etmek istiyoruz."

Rejeneratif mühendislik alanında uzman olan Ameer, Northwestern McCormick Mühendislik Okulu'nda Daniel Hale Williams Biyomedikal Mühendisliği Profesörü ve Northwestern Üniversitesi Feinberg Tıp Fakültesi'nde cerrahi profesörüdür. Aynı zamanda Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından finanse edilen İleri Rejeneratif Mühendislik Merkezini ve doktora öncesi Rejeneratif Mühendislik Eğitim Programını da yönetmektedir.

Ameer, çalışmayı Northwestern'den John A. Rogers ve Arun Sharma ile birlikte yönetti. Biyoelektronik alanında öncü olan Rogers, McCormick ve Feinberg'de Louis Simpson ve Kimberly Querrey Malzeme Bilimi ve Mühendisliği, Biyomedikal Mühendisliği ve Nörolojik Cerrahi Profesörüdür. Aynı zamanda Querrey Simpson Biyoelektronik Enstitüsü'nün de yöneticisidir. Sharma, Feinberg'de üroloji ve McCormick'te biyomedikal mühendisliği alanında araştırma doçentidir. Aynı zamanda Chicago Ann & Robert H. Lurie Çocuk Hastanesi'ndeki Stanley Manne Çocuk Araştırma Enstitüsü'nde pediatrik ürolojik rejeneratif tıp bölümünün direktörüdür. 

Nasıl çalışır ve ilk sonuçlar

Sinirler, beyin veya omurilik ile ilgili sorunlar nedeniyle milyonlarca Amerikalı, işlevsiz mesanelerden muzdariptir. Bu sorunlar spina bifida gibi konjenital kusurlardan kaynaklanabilir; bir kişinin omurgası hasarlı olarak doğduğunda -; veya yaşamın herhangi bir noktasında meydana gelen travmatik yaralanmalar. Tedavi edilmediğinde ciddi mesane disfonksiyonu rutin enfeksiyonlara ve idrara çıkma sorunlarına neden olabilir ve sonuçta tüm vücudu etkileyen böbrek hasarına yol açabilir. Hekimlerin hastalarını uzaktan izlemelerine olanak sağlanması, müdahalelerin daha hızlı yapılmasını sağlayabilir.

Mesaneyi izlemek için yeni cihaz, tek bir basit parametreyi ölçmek için birlikte çalışan birden fazla sensör içeriyor: gerginlik. Mesane doldukça genişler. Mesane ne kadar dolu olursa o kadar uzar. Bu esneme, gerginliğin sinyalini vermek için elastik benzeri cihazı çeker. Aynı şekilde mesane boşaldığında kasılır ve bu da gerginliği azaltır. Sensörler çeşitli seviyelerde zorlanmayı tespit ettiğinden, cihaz bu bilgiyi bir akıllı telefona veya tablete iletmek için yerleşik Bluetooth teknolojisini kullanıyor.

Buradaki en önemli ilerleme, doğal doldurma ve işeme davranışlarına herhangi bir mekanik kısıtlama getirmeden mesanenin dış yüzeyini nazikçe sarabilen süper yumuşak, ultra ince, gerilebilir gerinim ölçerlerin geliştirilmesidir."

John A. Rogers, Northwestern Üniversitesi

Küçük hayvan çalışmalarında sistem, 30 gün boyunca mesane dolumu ve boşalmasına ilişkin gerçek zamanlı ölçümleri başarıyla gerçekleştirdi. Daha sonra, insan olmayan primatların kullanıldığı bir çalışmada sistem, sekiz hafta boyunca başarıyla bilgi aktardı. Araştırmacılar ayrıca sensörlerin çok düşük hacimdeki idrardaki gerilimi tespit edecek kadar hassas olduğunu da gösterdi.

Ameer, "Bu çalışma, insan kullanımı için ölçeklendirilmiş türünün ilk örneği" dedi. "Teknolojinin uzun vadeli potansiyel işlevini gösterdik. Kullanım senaryosuna bağlı olarak teknolojiyi vücutta kalıcı olarak kalacak veya hasta tamamen iyileştikten sonra zararsız bir şekilde çözülecek şekilde tasarlayabiliyoruz.”

Mesane rejenerasyonu ve fonksiyon restorasyonu

Her ne kadar yeni teknoloji kendi başına faydalı olsa da, Ameer bunu mesane fonksiyonunun restorasyonu için tamamen entegre bir sistemin bir bileşeni olarak tasavvur ediyor. 

Daha geçen ay Ameer ve Sharma, PNAS Nexus'ta yayınlanan, biyolojik olarak parçalanabilen sentetik, esnek bir "mesane yaması" tanıttı. Hastanın kendi kök hücreleriyle tohumlanan sitrat bazlı "yama" -; pro-rejeneratif iskele (PRS) olarak anılır -; Cerrahın, bu ameliyatın mevcut klinik standardı olan bağırsak dokusunu toplamaya gerek kalmadan mesaneyi yeniden yapılandırmasını veya yeniden inşa etmesini sağlar. Doğal mesane dokusuyla genişleyen ve büzüşen "yama", mesane hücrelerinin göçünü ve büyümesini destekler. Daha sonra yavaşça çözülür ve geride yeni mesane dokusu kalır. Araştırmacılar, iki yıllık çalışma boyunca yeni dokunun işlevsel kaldığını gösterdi. 

Ameer, "Mesane fonksiyonunu eski haline getirmek ve ameliyat sonrası iyileşme sürecini izlemek için mesane rejenerasyon teknolojimizi bu yeni kablosuz mesane izleme teknolojisiyle entegre etmeye çalışıyoruz" dedi. "Bu çalışma bizi, mikro ortamlarını araştırabilen, bu bulguları vücut dışındaki (hastaya, bakıcıya veya üreticiye) kablosuz olarak rapor edebilen, implante edilebilir pro-rejeneratif cihazlar olan akıllı rejeneratif sistemlerin gerçekliğine daha da yaklaştırıyor ve talep üzerine veya programlanmış olarak etkinleştirmeyi mümkün kılıyor. Rotayı değiştirmeye ve cihaz performansını veya güvenliğini iyileştirmeye yönelik yanıtlar."

Sharma, "Şu anda bu hastalara yönelik başka doku mühendisliği temelli yaklaşım bulunmadığından bu teknoloji önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor" dedi. "Bunun artık bağırsak dokularının kullanımından ve bunun sayısız komplikasyonlarından kaçınabilecek birçok hastanın yaşam kalitesini artırmaya yardımcı olacağından eminim."

Sonraki: Talep üzerine idrar yapma

Ameer, sisteme yeni işlevler eklemek için Rogers ve Sharma ile çalışmaya devam ediyor. Şu anda implantın mesaneyi istek üzerine idrara çıkmayı tetikleyecek şekilde uyarmasının yollarını araştırıyorlar.

Ameer, "Uygulama, dolumu izlemenin yanı sıra hastaya uyarılar gönderebilecek ve ardından onları en yakın tuvaletlerin konumlarına yönlendirebilecek" dedi. "Ayrıca bir gün hastalar akıllı telefonları aracılığıyla talep üzerine idrara çıkma işlemini tetikleyebilecekler."

Ameer, Sharma ve Rogers, Simpson Querrey BiyoNanoteknoloji Enstitüsü'nün üyeleridir. Ameer ve Rogers ayrıca Yaşam Süreçleri Kimyası Enstitüsü ve Uluslararası Nanoteknoloji Enstitüsü'nün üyeleridir; ve Rogers, Northwestern Üniversitesi Robert H. Lurie Kapsamlı Kanser Merkezi'nin üyesidir.

"Cerrahi iyileşme sonrasında mesane fonksiyonunun izlenmesi için kablosuz, implante edilebilir bir biyoelektronik sistem" başlıklı çalışma, Ulusal Diyabet ve Sindirim ve Böbrek Hastalıkları Enstitüsü ve Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomühendislik Enstitüsü tarafından desteklendi.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.news-medical.net/news/20240326/New-battery-free-implant-allows-users-to-monitor-their-bladder-fullness-in-real-time.aspx