可穿戴传感器精度可以指导药物剂量

一些强大的药物用于抗感染和癌症,只有一个小差异的治疗剂量和剂量足以引起危险的副作用。但预测,利润是一个持续的挑战,因为不同的人对药物的反应也不同,甚至同一剂量。

目前,医生可以校准的药物管理部分通过血液测试的药物在病人的身体。但这些测试结果通常休息一天处理,只有在一个或两个时刻测量剂量,所以他们不帮助在确定如何调整剂量实时。

现在,UCLA-led研究小组已经开发出一种可穿戴的补丁,使用廉价的微分析细胞间液不到一毫米的皮下,不断记录药物在体内的浓度。这项技术可能是一个一步提高医生的能力管理准确的药物剂量。

在一项研究中发表在科学的进步研究者在老鼠身上测试系统,使用抗生素治疗。使用数据采取的设备后15分钟内药物管理,研究人员可靠地预测有多少药物会有效地交付给动物的系统。

“这若微针技术的进步个性化医疗的许多不同的方面,”萨姆说Emaminejad,报纸的高级和相应的作者,的一员加州大学洛杉矶分校的加州纳米系统研究所。“这可能允许我们通过优化提高治疗药物剂量为每个单独的,便宜的,所以每个人都可以从中受益的解决方案。此外,它可能让我们通知护理通过测量不仅药物分子,而且天然分子相关的身体健康,为可穿戴的健康监测提供一种新的格式。”

Emaminejad也是电气和计算机工程的副教授加州大学洛杉矶分校萨姆厄工程学院和主任相互关联和集成生物电子学实验室。

能够精确测量药物剂量也可以扩大医生治疗病人的选择。今天,医生回避开一些药物,可以非常有效的在适当的剂量但有毒甚至致命的剂量太高了。使他们能够更安全地管理这些药物也可以帮助减轻危险的细菌的增加对抗生素的耐药性。

“新兴微生物抗生素耐药性危机部分植根于无效使用抗生素,包括穷人的选择药物,”斯坦福大学儿科治疗卡洛斯·米拉说,该研究的作者之一。”这是由于经常管理的困难最有效的药物,以避免严重的毒性。这当然传感器精度开辟了伟大的机会和信心使用最有效的药物。”

补丁,直径大约一英寸,检测药物使用工程股DNA寡核苷酸适配子。当一个适配子接触特定的目标分子,它改变了形状。寡核苷酸适配子的装置,一端固定在金纳米粒子沉积在微针。寡核苷酸适配子的另一端相连的特殊分子寡核苷酸适配子改变形状时产生可测量的信号。

微的暴露部分,这是由砍伐clinical-grade针灸针,只有半毫米长。

研究人员在老鼠评估设备使用三种不同剂量的抗生素妥布霉素。他们发现补丁的测量产生的药物浓度与那些传统的血液测试。补丁的体内药物浓度峰值测量——发生在第一个12到20分钟后剂量管理——可以用来预测有多少药物有效地交付给身体在一个小时或更多。

“这些实验不仅表明我们的传感器读数是可靠的,但也验证了我们的模型关联微创测量循环血液中药物的浓度,”主要作者淑玉商量说林前Emaminejad的实验室最近从加州大学洛杉矶分校获得博士学位。

作者估计,材料产生补丁将每单位成本不到2美元,这表明它可以大规模生产的成本效益。未来的研究将集中在优化补丁,并进一步分析其安全性,之前移动到临床试验。研究将从CNSI的部分资金的资助贵族家庭创新基金。

参考:林,程X,朱J, et al。可穿戴microneedle-based电化学适体若与狭窄的治疗窗精确剂量的药物。科学的进步。2022;8 (38):eabq4539。doi:10.1126 / sciadv.abq4539

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