Заживление хронических ран, например, язв диабетической стопы или пролежней, может быть очень сложным и длительным. Чтобы контролировать этот процесс, врачам и медсестрам обычно необходимо снимать повязки, что повреждает восстанавливающуюся ткань, причиняет боль пациенту и повышает риск вторичных инфекций.
В новом исследовании[1] российско-американская группа ученых изучила электроаналитические методы, которые благодаря своей относительной простоте, чувствительности, долговечности и другим привлекательным характеристикам особенно перспективны для клинического применения. Они создали прототип электроаналитического датчика раны на основе углеродных ультрамикроэлектродных матриц на гибких подложках из полиэтилентерефталата.
Команда использовала смоделированную среду раны, чтобы проверить чувствительность своего сенсора к трем критическим биомаркерам:
- пиоцианину, продуцируемому Pseudomonas aeruginosa, бактерией, обычно колонизирующей хронические раны;
- оксиду азота (NO), секретируемому клетками иммунной системы в ответ на бактериальные инфекции;
- мочевой кислоте – метаболиту, который сильно коррелирует с тяжестью раны.
Все эти соединения электроактивны: то есть они реагируют на электрическую активность и, таким образом, могут быть обнаружены электроаналитическим датчиком.
Тестирование показало, что как пределы обнаружения датчика лежат в пределах биологически значимых концентраций, следовательно, устройство, основанное на этих датчиках, может использоваться для мониторинга ран в клинических условиях.
Исследователи также протестировали свой сенсор на клеточных культурах, где он успешно обнаружил пиоцианин из P. aeruginosa и NO из макрофагов (иммунных клеток, уничтожающих бактерии). Наконец, датчик также смог обнаружить влияние ионов серебра Ag +, известного антимикробного агента, которые подавляли выработку пиоцианина бактериями.
Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE
- Simoska, O., et al. (2020) Electrochemical Detection of Multianalyte Biomarkers in Wound Healing Efficacy. ACS Sensors. doi.org/10.1021/acssensors.0c01697.
