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間質液微針打開新的診斷門

當人們處于未確診疾病的早期階段時,立即進行測試以導致治療是最好的第一步。但是,根據一項新的研究,通常由配備了不舒服的大針的醫學專家進行抽血可能不是最快,最痛苦或最有效的方法。

現在,使用微針技術能夠吸取相對大量的組織液(一種潛伏在皮膚下的液體)的技術開辟了新的可能性。以前,微針(細小,空心的不銹鋼針頭)排出了分析電解質水平所需的少量組織液,但無法吸收足夠的流體來進行更復雜的醫學檢查。桑迪亞國家實驗室研究員兼研究小組負責人羅南·波爾斯基(Ronen Polsky)表示,新方法的大量試驗可能會更有效地快速測量化學戰劑和生物戰劑的暴露以及診斷癌癥和其他疾病,這是國防部資助的項目的首席研究員減少威脅機構和桑迪亞的實驗室指導研究與開發計劃。

Polsky說:“我們相信組織液具有巨大的診斷潛力,但是收集足夠的量用于臨床分析一直存在問題。”“皮膚間質液由于其在體內的重要調節功能,實際上攜帶的免疫細胞比血液多,因此它甚至可以比其他方法更快地預測某些疾病的發作。”

Polsky和新墨西哥大學一起,美國陸軍Edgewood化學生物中心和其他Sandia研究人員在10月22日的《自然》雜志《通訊生物學》上的一篇論文中描述了這項新技術。

以前從未實現過的相對大量的純凈組織液提取,這使得創建可測分子(例如蛋白質,核苷酸,小分子和其他稱為外泌體的細胞間信號囊泡)的數據庫成為可能。然后,當患者的組織液中存在或不存在它們時,將表明通過電子方式將個人數據傳輸到未來的數據中心時,是否可能正在發生身體疾病,例如癌癥,肝病或其他問題。

通過修改1999年技術論文中描述的技術,新的微針提取方案獲得了最新的結果。最初的技術是通過將微針附著在滲透皮膚的平坦基底上來吸引液體。在最近的修改中,偶然地使用了來自水平切成薄片的胰島素筆注射器圍繞針頭的同心環,并且可以使用大量的流體。

桑迪亞研究人員Phillip表示:“較早的論文顯示每次插入少于一微升,我們的新針頭每針上升到2微升,因此我們假設差異必須是針頭周圍的安裝來調節壓在皮膚上的壓力,”桑迪亞研究員Phillip說道。米勒,論文的主要作者。“通過創建針頭陣列,人類受試者的可提取量從2微升增加到了20微升。”一微升約為0.000034液量盎司。

填隙液是包圍所有人類細胞的透明液體,最常見的是會起水泡的液體。它對于生物分子在細胞之間的運輸以及血液與淋巴系統之間的中介如此重要,以至于一些研究人員將其稱為皮膚,如另一種身體器官。

間質液對患者的優勢在于可以用1.5毫米(約.06英寸)的針頭進行探查,這些針頭太短而無法觸及引起疼痛的神經。它還沒有紅細胞使測試結果模糊。在進行這項最新研究之前,該流體只有一個難題:研究人員無法收集足夠的未被細胞碎片破壞的流體,無法進行足夠數量的測試以進行完整表征。壓入皮膚的微針只會散發它置換的組織液-幾微升。或者,插入一個微型流體泵會帶來大量但損壞的流體。

過去十年來的工作是在實驗室中使用針頭收集少量(微升級的)組織液,以檢測表明疲勞的人體鹽分的實時變化。研究人員設想了一種手表大小的設備,該設備可以使運動員及其教練,現場的軍事人員或普通市民感到沮喪的即時電解質讀數。

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