Mikrofluidisen laastarimaisen hikianturin kehittäminen (sweat sensor)

1. Taustatiedot hien arvosta: Hiki on saanut merkittävästi huomiota keskeisenä biomarkkerina kuivumisen ja munuaisvaurion (esim. uremia) diagnosoinnissa, sillä se sisältää olennaisia indikaattoreita, jotka heijastavat veripitoisuuksia, kuten elektrolyyttejä ja aineenvaihduntatuotteita (kreatiniini, urea).

Tekninen siirtymä: Perinteisten imupintojen rajoituksien, kuten saastumisen ja haihtumisen, voittamiseksi on välttämätöntä kehittää joustavia, puettavia mikrovirtauslaitteita, jotka mahdollistavat välittömän keräämisen ja korkeatarkkuuden analyysin.

Kotimaiset ja kansainväliset suuntaukset: Vaikka maat kuten Yhdysvallat jo hyödyntävät reaaliaikaista IoT-seurantatekniikkaa sotilaallisilla ja urheilualoilla, Koreassa on kiireellinen tarve turvata korealaiselle väestölle optimoituja fysiologisia tietoja ja perustaa vankka lääketieteellinen analyysijärjestelmä.

2. Tavoitteet Kehittää ihoon liitettävä mikrovirtausalusta, joka on integroitu SERS-biosensoriin korkean herkkyyden, reaaliaikaisen natriumin ja kreatiniinin havaitsemiseksi kuivumisen ja munuaisterveyden seurantaan.

3. Tutkimussuunnitelma

1. Koehenkilöiden valinta: Rekrytoi ja hanki tietoon perustuva suostumus sairaalaan saapuvilta potilailta, joilla on munuaissairaus (kreatiniinitaso 1,5 mg/dL tai korkeampi).
2. Kliininen aikataulu: Suorita kliininen tutkimus koehenkilöiden suunnitelluilla rutiiniverikoe-päivämäärillä.
3. Laastarin kiinnitys: Kiinnitä hienkeräyslaastari ja kontrolli-imupinta 1-2 kehon alueelle (esim. rinnan keskikohta, otsa).
4. Hikoilun aiheuttaminen: Aiheuta hikoilua antamalla koehenkilöiden odottaa sähköisessä lämpökammiossa 30 minuuttia.
5. Imupintojen keräys: Kontrollipinnoille (joilla ei voida kerätä aikasarjatietoja), kiinnitä kaksi aluksi ja nouta ne hien erityksen varhaisvaiheessa.
6. Mikrovirtauslaastarin keräys: Mittaa kerätyn hien tilavuus (~100 uL per koehenkilö) laskeaksesi hien menetyksen, sulje sitten ja kuljeta laboratorioon.
7. Vertailunäytteen käsittely: Mittaa imupintojen paino ennen/jälkeen käytön määrittääksesi nestehukka. Pura hienäytteet (~500 uL per koehenkilö) mikroputkiin kuljetusta varten.
8. Saastumisen hallinta: Käytä kuivaa jäätä ja eristettyjä jäähdytysastioita kuljetuksen aikana estääksesi näytteen heikkenemisen tai saastumisen.
9. Kvantitatiivinen analyysi ja arviointi: Suorita natriumin ja kreatiniinin kvantitatiivinen analyysi molemmista näytteistä käyttäen ehdotettua SERS-pohjaista menetelmää ja standardianalyyttisiä työkaluja (HPLC tai LC-MS). Vertaa biomarkkereiden ja hienmenetyksen muutoksia ajan kuluessa arvioidaksesi ja tiivistääksesi kunkin koehenkilön hydraatiotilan ja munuaistoimintamallit.