Американские ученые создали технологию, которая позволяет людям с подагрой контролировать симптомы. Об изобретении рассказали в журнале Sensors весной 2020 года.
Для диагностики подагры врачи проверяют частоту и локализацию приступов боли и тяжесть воспаления. Чтобы точно поставить диагноз, специалисты анализируют межсуставную жидкость. Это дорогая процедура, и ее сложно проводить пожилым людям.
Как определить состояние больного с подагрой?
У пациентов с подагрой повышенное содержание солей мочевой кислоты — уратов. Они скапливаются в кровотоке, после чего откладываются в пространстве между суставами. Из-за этого возникает острая боль, ухудшается состояние суставов и костей.
Ураты вступают в реакцию с кислородом и уриказом — ферментом, который запускает реакцию окисления. Ученые предположили, что уровень уратов можно косвенно отслеживать с помощью бензопорфиринов. Это сложные молекулы, которые применяют для создания оптических биосенсоров. При попадании света от светодиодов молекулы получают энергию и светятся сами.
Атомы кислорода влияют на время жизни бензопорфиринов: чем их больше, тем меньше живут молекулы.
Исследователи предположили, что при высоком уровне уратов продолжительность жизни бензопорфиринов должна быть выше, так как кислород участвует в реакции окисления.
Как работает технология?
Изобретение состоит из 2 частей:
- Оптическое устройство для сбора света, который исходит от бензопорфиринов.
- Гидрогель, который выступает в качестве платформы, на которую помещают катализатор уратов и бензопорфирины.
Исследователи поместили кусочки гидрогеля с физиологическим раствором в камеры с температурой 37°С и постоянным потоком кислорода. В каждую камеру добавили разное количество уратов. Оказалось, что уровень уратов влиял на время жизни бензопорфиринов при включенном свете. Чем больше солей, тем дольше действовали бензопорфирины. Длительная активность молекул говорит о развитии подагры и появлении приступа боли.
Новый метод диагностики прост: гидрогель вводят под кожу рядом с сосудами. Оптическая система подключается к компьютеру, а через приложение приходит отчет об уровне уратов. Как результат, люди с подагрой отслеживают состояние суставов самостоятельно.
Доктор Майк МакШейн, автор исследования и профессор биомедицинской инженерии Техасского университета A&M, добавил, что технология может применяться для анализа других болезней.
Специалисты собираются провести более длительные испытания, чтобы убедиться в стабильности работы изобретения.