Ο βιοϊατρικός μηχανικός της WVU θα λάβει 1,2 εκατομμύρια δολάρια για τη βελτίωση της έγκαιρης ανίχνευσης λοιμώξεων που μεταδίδονται από κρότωνες

Ο βιοϊατρικός μηχανικός της WVU θα λάβει 1,2 εκατομμύρια δολάρια για τη βελτίωση της έγκαιρης ανίχνευσης λοιμώξεων που μεταδίδονται από κρότωνες

Μια ομάδα με επικεφαλής έναν βιοϊατρικό μηχανικό του Πανεπιστημίου της Δυτικής Βιρτζίνια εργάζεται για να επανεξετάσει και να επανεξετάσει τον τρόπο με τον οποίο οι επαγγελματίες του ιατρικού τομέα διαγιγνώσκουν λοιμώξεις που μεταδίδονται από κρότωνες όπως η νόσος του Lyme.

Η Soumya Srivastava, επίκουρη καθηγήτρια στο Benjamin M. Statler College of Engineering and Mineral Resources, αναπτύσσει ένα εργαλείο που εντοπίζει ασθένειες που μεταδίδονται από κρότωνες πιο γρήγορα χρησιμοποιώντας ένα δείγμα αίματος σε ένα μόνο τσιπ. Το μοντέλο του Srivastava στοχεύει στην ανίχνευση της νόσου εντός μίας έως δύο εβδομάδων από την εμφάνιση μιας λοίμωξης, ενώ οι υπάρχουσες προσεγγίσεις βασίζονται σε ένα ερωτηματολόγιο που βασίζεται στα συμπτώματα - το οποίο μπορεί να ρωτά εάν ένα άτομο έχει πυρετό ή εξάνθημα - και τεστ που είναι αξιόπιστα μόνο αρκετές εβδομάδες μετά τη μόλυνση.

Το έργο του Σριβαστάβα βραβεύτηκε πρόσφατα με 1,2 εκατομμύρια δολάρια ως κοινή πρωτοβουλία του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών και των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας.

Τα παθογόνα που μεταδίδονται από τα τσιμπούρια μπορούν να μεταδοθούν στον άνθρωπο μέσω του τσιμπήματος μολυσμένων κροτώνων. Αυτά τα τσιμπούρια μπορούν να μεταδώσουν βακτήρια, ιούς ή παράσιτα. Οι προσπάθειες του Σριβαστάβα θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ένα απαραίτητο εργαλείο για την καταπολέμηση των ασθενειών που μεταδίδονται με κρότωνες, οι οποίες έχουν αυξηθεί τα τελευταία χρόνια. Υπάρχουν τώρα περίπου 30.000 περιπτώσεις νόσου του Lyme ετησίως στις ΗΠΑ, από 22.000 το 2010, σύμφωνα με τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων.

Οι ασθένειες που μεταδίδονται με κρότωνες μπορούν να προκαλέσουν σοβαρή νοσηρότητα και θνησιμότητα και έχουν αυξηθεί σημαντικά στις Ηνωμένες Πολιτείες τα τελευταία 15 έως 20 χρόνια. Αυτό το έργο θα δημιουργήσει ένα γρήγορο, ευαίσθητο και χωρίς ετικέτα διαγνωστικό εργαλείο για τη βελτίωση της έγκαιρης ανίχνευσης και των συν-λοιμώξεών τους για τη μείωση των επιπλοκών και των θανάτων από αδιάγνωστες και καθυστερημένες ασθένειες».

Soumya Srivastava, επίκουρος καθηγητής, Benjamin M. Statler College of Engineering and Mineral Resources

Η έρευνα του Srivastava θα περιλαμβάνει τη διεπιστημονική χρήση μικρορευστικών, αισθητήρων και μηχανικής μάθησης. Αυτοί οι παράγοντες θα επιτρέψουν τη βελτιωμένη διάγνωση των λοιμώξεων που μεταδίδονται από κρότωνες μέσω ενός μη επεμβατικού, προσιτού, γρήγορου και φιλικού προς τον χρήστη εργαλείου.

Μετά τη λήψη δείγματος αίματος από έναν ασθενή, η συσκευή αναλύει τα κύτταρα. Όλα τα κύτταρα έχουν ένα σύνολο διηλεκτρικών ιδιοτήτων, όπως η διαπερατότητα και η αγωγιμότητα, που είναι μοναδικές για την κυτταρική μεμβράνη και το κυτταρόπλασμα, εξήγησε ο Srivastava. Αυτές οι ιδιότητες εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την κατάσταση του κυττάρου, όπως αν είναι φυσιολογικό ή μη φυσιολογικό.

Οι μοναδικές ιδιότητες εξαρτώνται από το σχήμα και το μέγεθος του κελιού. εάν η μεμβράνη είναι τραχιά, λεία ή έχει διαρροή. και τι συμβαίνει μέσα στο κελί.

"Βασικά, μετράμε αυτές τις ιδιότητες στο μικρορευστο τσιπ μας", είπε, "και το ηλεκτρικό σήμα που προέρχεται από τον αισθητήρα θα μας βοηθήσει να προσδιορίσουμε εάν υπάρχει μόλυνση ή όχι. Αυτή η τεχνική είναι γνωστή ως διηλεκτροφόρηση."

Μόλις μερικές σταγόνες αίματος εισέλθουν στη συσκευή, ταξινομούνται από ένα ηλεκτρικό πεδίο ανάλογα με την κατάσταση, το μέγεθος και το σχήμα των κυττάρων. Τα ταξινομημένα κελιά θα έχουν μια βασική τιμή χωρητικότητας που θα εμφανίζεται από τον αισθητήρα και αυτό θα μας επιτρέψει να συμπεράνουμε τον τύπο της μόλυνσης, είπε ο Srivastava.

«Η μηχανική εκμάθηση θα χρησιμοποιηθεί για να γίνει αυτό το εργαλείο στιβαρό και ευαίσθητο, ανιχνεύοντας πολλαπλές μολύνσεις μέσα σε λίγα λεπτά».

Αυτό που κάνει το έργο ακόμα πιο μοναδικό είναι η ικανότητά του να ανιχνεύει πολλαπλές λοιμώξεις που μεταδίδονται από κρότωνες ταυτόχρονα και έγκαιρα.

«Επιπλέον, η πλατφόρμα μας θα ανιχνεύει μη επεμβατικά την αναπλάσμωση, τη μπαμπέζωση και τη νόσο του Lyme σε πρώιμο στάδιο, σε σύγκριση με τις άλλες διαθέσιμες τεχνικές που δοκιμάζονται τέσσερις έως έξι εβδομάδες μετά την ανάπτυξη της λοίμωξης», δήλωσε ο Σριβαστάβα. "Τα περισσότερα τεστ που είναι διαθέσιμα επί του παρόντος βασίζονται στα συμπτώματα και τα συμπτώματα εμφανίζονται τέσσερις έως έξι εβδομάδες μετά από ένα τσίμπημα τσιμπουριού. Η πλατφόρμα μας μπορεί να ανιχνεύσει αυτές τις ασθένειες έγκαιρα χρησιμοποιώντας ένα φορητό διαγνωστικό εργαλείο μέσα σε μία έως δύο εβδομάδες και σε λιγότερο από 30 λεπτά. Εάν είναι επιτυχές, αυτό." Το εργαλείο μπορεί να είναι χρήσιμο για μια ποικιλία εφαρμογών υγείας πέρα ​​από ασθένειες που μεταδίδονται από κρότωνες.

«Η ταχεία ανίχνευση θα μπορούσε να μειώσει τον κίνδυνο νοσηλειών και επισκέψεων σε γιατρό και να αποτρέψει την εξέλιξη της νόσου σε μια χρόνια, δια βίου κατάσταση».

Πηγή:

Πανεπιστήμιο Δυτικής Βιρτζίνια

.