Miniaturiseret fiberprobe revolutionerer sundhedsovervågning med tre biomarkører

Forskere fra University of Texas i Austin har udviklet en banebrydende fiberprobe, der kan revolutionere sundhedsovervågning ved at måle tre nøglestoffer i kroppen samtidigt. Med en diameter på blot 1,1 millimeter er proben den mindste af sin slags og tilbyder en hurtig, minimalt invasiv løsning til kontinuerlig monitorering af patienter.

«Real-tidsmåling af biomarkører som glukose, laktat og ethanol er afgørende for at forstå stofskiftet og træffe de rette behandlingsbeslutninger, især i kritiske situationer,» siger Tanya Hutter, professor ved universitetets Cockrell School of Engineering og hovedforfatter til studiet, der er publiceret i Nature Communications. «Vores kompakte fiberprobe giver en unik mulighed for at måle disse stoffer samtidigt, hvilket giver et mere komplet billede af patientens stofskifte.»

Glukoseovervågning er livsvigtig for diabetespatienter, mens laktatniveauer kan indikere sepsis eller vævshypoksi. Ethanolmåling er essentiel ved alkoholforgiftning, behandling af afhængighed samt alkoholrelaterede leverskader eller hjerneskader. Disse tre molekyler spiller også en central rolle i generel sundhed, fitness og stofskiftevurdering, da deres koncentrationer afslører information om energiforbrug, fysisk præstation og fysiologisk stress.

Traditionelt måles disse biomarkører separat med forskellige apparater, hvilket er tidskrævende, invasivt og dyrt. Den nye fiberprobe adskiller sig ved at måle biomarkørerne direkte i vævet, hvilket giver real-tidsresultater uden forsinkelse. Dette er særligt vigtigt i situationer som svære hjerneskader, hvor hurtig indsigt i stofskiftet kan være afgørende.

«På en intensivafdeling, hvor hvert sekund tæller, har lægerne brug for denne information hurtigt,» understreger Hutter. Proben består af to sølvhalid-optiske fibre indkapslet i et holdbart polyetheretherketon-rør (PEEK), omgivet af en halvgennemtrængelig membran. Den ene fiber har et skråt snit til at sende og modtage lys, mens den anden er belagt med guld for at fungere som et spejl. Membranen forhindrer direkte kontakt mellem sensoren og vævet, hvilket øger biokompatibiliteten og reducerer forstyrrelser fra store molekyler som proteiner.

Proben er forbundet til en kvantelyskaskadelaser (QCL), der leverer midt-infrarødt lys. Når lyset interagerer med molekylerne i vævet, absorberer hver type molekyle lyset ved specifikke bølgelængder, hvilket skaber et unikt spektralt fingeraftryk. Mængden af absorberet lys er proportional med koncentrationen af molekylet, hvilket gør det muligt at kvantificere niveauet. Proben reagerer ikke med molekylerne, men måler blot deres respons på lyset.

I modsætning til traditionel mikrodialyse, som kræver prøveindsamling og forsinket analyse, tilbyder den nye fiberprobe kontinuerlig, real-tidsmåling uden at forstyrre det lokale vævsmiljø. Dette gør den til et værdifuldt redskab både i kliniske miljøer og til personlig sundhedsovervågning.