อุปกรณ์ใหม่อาจวินิจฉัยภาวะติดเชื้อในเลือดน้อยกว่าหนึ่งหยด
Sepsis เกิดขึ้นเมื่อร่างกายมีปฏิกิริยารุนแรงต่อการติดเชื้อ ปฏิกิริยารุนแรงมากจนอาจทำให้อวัยวะล้มเหลวและเสียชีวิตได้ อย่างไรก็ตามเครื่องมือวินิจฉัยใหม่อาจสามารถระบุ biomarkers ภาวะติดเชื้อในเลือดได้อย่างรวดเร็ว
จากข้อมูลขององค์การอนามัยโลก (WHO) ในแต่ละปีภาวะติดเชื้อในกระแสเลือดส่งผลกระทบต่อผู้คนกว่า 30 ล้านคนทั่วโลก
Sepsis อาจทำให้มีผู้เสียชีวิตประมาณ 6 ล้านคนในแต่ละปี
เพื่อป้องกันไม่ให้ภาวะติดเชื้อกลายเป็นภาวะช็อกซึ่งเป็นภาวะแทรกซ้อนที่ทำให้เสียชีวิตก่อนวัยอันควรมากขึ้นแพทย์ต้องวินิจฉัยโรคนี้ แต่เนิ่นๆและดำเนินการอย่างรวดเร็ว
วิธีการตรวจวินิจฉัยในปัจจุบันมักมีอาการร่วมกับการทดสอบเพื่อตรวจหาเครื่องหมายทั่วไปของการติดเชื้อหรือความเสียหายของอวัยวะ
นอกจากนี้ตามที่ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC) กล่าวว่า“ อาการและอาการแสดงหลายอย่างของภาวะติดเชื้อเช่นไข้และหายใจลำบากก็เหมือนกับในภาวะอื่น ๆ ทำให้การติดเชื้อเป็นเรื่องยากที่จะวินิจฉัยในระยะแรก & rdquo;
นักวิจัยกำลังมองหาวิธีการวินิจฉัยภาวะติดเชื้อที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งรวมถึงการพยายามพัฒนาอุปกรณ์ที่สามารถรับสัญญาณชีวภาพสำหรับการติดเชื้อในเลือดของบุคคลได้
biomarker อันดับต้น ๆ สำหรับภาวะนี้คือ interleukin-6 (IL-6) ซึ่งเป็นโปรตีนที่ร่างกายสร้างขึ้นเมื่อเกิดการอักเสบ
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการตรวจหา IL-6 เป็นวิธีที่ดีในการวินิจฉัยภาวะติดเชื้อเนื่องจากระดับในเลือดมักจะเพิ่มขึ้นก่อนที่อาการอื่น ๆ ของภาวะติดเชื้อจะปรากฏขึ้น อย่างไรก็ตามความเข้มข้นของเลือดของ IL-6 ยังคงต่ำเกินกว่าที่การทดสอบที่มีอยู่จะรับได้
เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ในเคมบริดจ์ได้พัฒนาอุปกรณ์ที่พวกเขากล่าวว่ามีความไวเพียงพอที่จะระบุการมีอยู่ของ IL-6 แม้ในเลือดเพียงเล็กน้อย
นักวิจัยได้นำเสนอเครื่องมือที่เป็นนวัตกรรมใหม่ในการประชุมวิศวกรรมการแพทย์และชีววิทยาในปีนี้ ในปีนี้การประชุมจัดขึ้นที่กรุงเบอร์ลินประเทศเยอรมนี
ตรวจพบการติดเชื้อในเวลาไม่เกิน 30 นาที
“ สำหรับโรคเฉียบพลันเช่นภาวะติดเชื้อในกระแสเลือดซึ่งดำเนินไปอย่างรวดเร็วและอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้การมีระบบที่วัดค่าตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่ไม่รุนแรงเหล่านี้ได้อย่างรวดเร็ว” Dan Wu ผู้เขียนคนแรกนักศึกษาระดับปริญญาเอกของ MIT กล่าว
“ คุณสามารถเฝ้าติดตามโรคได้บ่อยครั้งในขณะที่กำลังดำเนินไป” เขาอธิบาย
เครื่องมือวินิจฉัยของ Wu และเพื่อนร่วมงานเป็นอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกส์ที่สามารถตรวจจับตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่สำคัญในของเหลวในร่างกายจำนวนเล็กน้อยมาก อุปกรณ์เฉพาะนี้ใช้ไมโครบีดส์ "เคลือบ" ด้วยแอนติบอดี
เมื่อนักวิจัยแนะนำตัวอย่างเลือดไปยังอุปกรณ์โดยใช้ปิเปตแอนติบอดีจะยึดติดกับ IL-6 จากนั้นอีกส่วนหนึ่งของอุปกรณ์จะใช้อิเล็กโทรดและลูกปัดที่จับ IL-6 แล้วปล่อยสัญญาณไฟฟ้าสำหรับลูกปัด IL-6 แต่ละเม็ดที่ผ่าน
สิ่งนี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถระบุความเข้มข้นของโปรตีนที่มีอยู่ในตัวอย่างเลือดได้
กระบวนการทั้งหมดใช้เวลาประมาณ 25 นาทีและอุปกรณ์ใช้เลือดเพียงประมาณ 5 ไมโครลิตรนั่นคือประมาณ 25% ของปริมาตรทั้งหมดของหยดเลือดที่ลากผ่านนิ้วทิ่ม
นอกจากนี้เครื่องมือใหม่ยังสามารถตรวจจับ IL-6 ที่มีความเข้มข้นต่ำมาก - ต่ำถึง 16 พิโคกรัมต่อมิลลิลิตรซึ่งต่ำกว่าความเข้มข้นของไบโอมาร์คเกอร์ที่บ่งบอกถึงการติดเชื้อ
สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์มีความไวต่อการปรากฏตัวของเครื่องหมายทางชีวภาพที่สำคัญ ที่สำคัญกว่านั้นนักวิทยาศาสตร์ยืนยันว่าเครื่องมือที่เป็นนวัตกรรมใหม่นี้สามารถปรับตัวได้สูงและสามารถตั้งค่าให้ตรวจจับตัวบ่งชี้แบคทีเรียอื่น ๆ เช่น interleukin-8, C-reactive protein และ procalcitonin เป็นต้น
นักวิจัยไม่เห็นเหตุผลว่าทำไมในอนาคตคนอื่น ๆ จึงไม่สามารถปรับเครื่องมือนี้เพื่อคัดกรองไบโอมาร์คเกอร์ของเงื่อนไขอื่น ๆ ได้เช่นกัน
“ นี่เป็นแพลตฟอร์มทั่วไป หากคุณต้องการเพิ่มรอยทางกายภาพของอุปกรณ์คุณสามารถปรับขนาดและออกแบบช่องสัญญาณเพิ่มเติมเพื่อตรวจหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพได้มากเท่าที่คุณต้องการ”
Dan Wu
