Електронно устройство за наблюдение на трансплантирани органи открива ранни признаци на отхвърляне

Учени от Северозападния университет в Чикаго, САЩ, създават електронно устройство, което следи постоянно и в реално време състоянието на трансплантираните органи и подава сигнали в случай на отхвърляне. Екипът е осъществил и тестването на устройството. Резултатите са публикувани в списание Science.

Устройството за проследяване на трансплантиран бъбрек

Сензорът е с широчина 0,3 сантиметра и е дълъг 0,7 сантиметра. Дебелината му е 220 микрона, което е равно приблизително на един косъм.

За да прикрепят сензора към бъбрека, учените се възползват от естествената биология на органа. Става дума затова, че той е капсулиран от фиброзен слой или така наречената бъбречна капсула, която реално го предпазва от увреждане. Проф. Джон Роджърс, ръководител на екипа, създал устройството, и колегите му го проектират така, че да пасне под слоя на капсулата. Както пояснява специалистът, капсулата поддържа устройството в добър топлинен контакт с бъбрека.

Устройството съдържа високочувствителен термометър, който е в състояние да открие изключително фини температурни промени в бъбрека – до 0,004 градуса по Целзий. Измерва още и притока на кръв, но екипът установява, че по-добър показател за отхвърляне е именно температурата.

Сензорите се свързват с миниатюрна клетъчна батерия, която се намира до бъбрека и използва Bluetooth технология за предаване на данни непрекъснато и безжично към външни устройства като смартфони или таблети.

Електронните компоненти са обвити в биосъвместима, мека пластмаса, която е нежна и гъвкава към деликатните тъкани на бъбреците. Вмъкването по хирургичен път на устройството е бърза и лесна процедура.

Проф. Джон Роджърс казва, че си представят как създаденият от тях сензор може да бъде имплантиран веднага след трансплантацията и докато пациентът е още в операционната. Наблюдението на бъбрека след това не изисква допълнителни процедури.

>>> Трансплантация на бъбрек

Специалистът по материалознание, биомедицинско инженерство и неврологична хирургия е категоричен, че от изключително значение за хората, получили орган, е отхвърлянето да бъде идентифицирано максимално бързо.

„Когато това стане рано, лекарите могат да предложат терапии против отхвърлянето и така да предотвратят загуба на трансплантирания орган. В същото време ако тези процеси бъдат пренебрегнати, говорим за състояние, застрашаващо живота на пациента. Колкото по-рано отхвърлянето може да бе открито, толкова по-добре. Разработихме това устройство, водени от тази мисъл“, споделя проф. Роджърс.

Тестването

Изследователите тестват устройството върху малък животински модел с трансплантирани бъбреци. Това, което установяват, е, че сензорът открива предупредителни признаци на отхвърляне до три седмици по-рано в сравнение с настоящите методи на наблюдение. Този период дава възможност на лекарите да се намесят бързо и да запазят дарения орган.

Електронният имплант следи температурата. Покачването й придружава процес на възпаление и авторите предполагат, че усещането за повишаване на температурата и необичайните й вариации може да бъде ранен предупредителен знак за потенциално отхвърляне.

Тестовете с животни потвърждават това. Учените наблюдават как температурата на трансплантирания бъбрек се повишава, често до 0,6 градуса по Целзий, преди да започне отхвърлянето.

При животните, които не са получили имуносупресори, температурата се повишава между два и три дни преди биомаркерите да се променят в кръвните проби. Докато при животните, които приемат имуносупресори, температурата се повишава до три седмици преди по-високите нива на креатинин и урея в кръвта.

Както пояснява проф. Лоренцо Галън, специалист по бъбречни трансплантации, който ръководи клиничната част на проучването, хистологичните увреждания възникват, дори когато креатинът е нормален.

>>>Свинският бъбрек, трансплантиран на изпадналия в мозъчна смърт Морис Милър, работи в продължение на 32 дни

Специалистът казва, че отхвърлянето може да настъпи по всяко време след трансплантацията – както веднага след нея, така и години по-късно. Много често това се случва без пациентите да изпитат симптоми.

„Много от пациентите ми чувстват постоянно безпокойство, защото не знаят дали тялото им ще отхвърли или не органа, за който са чакали години. След успешната трансплантация те прекарват остатъка от живота си като се тревожат. Нашето устройство може да предложи защита, а постоянното наблюдение да осигури увереност и спокойствие“, казва проф. Галън.

Според изследователите, независимо от факта, че първичните проучвания са проведени с животни с бъбречна трансплантация, устройството ще може да работи и при други трансплантирани органи.