צוות של מדענים מאוניברסיטת נורת'ווסטרן פיתח את חיישן הטמפרטורה האלחוטי והמושתל הראשון כדי לזהות התלקחויות דלקתיות בחולים עם מחלת קרוהן. הגישה מציעה ניטור ארוך טווח בזמן אמת ויכולה לאפשר לרופאים לפעול מוקדם יותר כדי למנוע או להגביל את הנזק הקבוע שנגרם על ידי אפיזודות דלקתיות.
יותר ממיליון אמריקאים סובלים ממחלת קרוהן, מחלת מעי דלקתית כרונית הפוגעת במעיים, גורמת לבעיות עיכול ועלולה להוביל לירידה במשקל, תת תזונה וסיבוכים אחרים. אנשים עם מקרים קלים מטופלים בתרופות דרך הפה, אך תרופות אלו בדרך כלל נכשלות לאורך זמן, ומחייבות כ-70% מחולי קרוהן לעבור לפחות ניתוח אחד להסרת חלקים מהמעיים הפגועים.
מכיוון שחום מעיד על דלקת, מדעני נורת'ווסטרן בדקו האם חיישן טמפרטורה הנשען בעדינות על מעיים של עכברים עם מחלת קרוהן יכול לספק תובנה בזמן אמת לגבי התקדמות המחלה, כמו גם לזהות התלקחויות אפיזודיות. אין ספק, הם השיגו את שתי המטרות במחקר שלהם, שיתפרסם באינטרנט ב-18 במרץ בכתב העת טבע הנדסה ביו-רפואית.
ארון שארמה, שקבוצתו הובילה את הניסויים בבעלי חיים, אמר שכרגע אין דרך לרופאים לזהות במהירות אירועים דלקתיים, שחלקם נעלמים מעיני המטופלים עד שהבעיה הופכת לחמורה עד כדי כך שהיא מצריכה ניתוח פולשני.
"ניתן למדוד את עוצמת ההתלקחות בהתייחס לחתימת החום", אמר שארמה, מחבר שותף במאמר ופרופסור חבר מחקר לאורולוגיה בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת נורת'ווסטרן פיינברג ולהנדסה ביו-רפואית בבית הספר להנדסה מקורמיק. . "האם זה כל כך נרחב שזה יגרום לנזק לרקמות לאורך זמן?
"אפשר למנוע זאת אם לקלינאי יש מידע זה בהישג יד והוא יכול לקבוע איזה סוג של טיפול ניתן לתת לאותו אדם באותו רגע בזמן, במקום לחכות שבועות כדי לקבל ניתוח דם, ביופסיית רקמות או ניתוח צואה. בינתיים, אתה מפסיד דקות יקרות בנוגע לנזק לרקמות עם האירוע הדלקתי הזה".
שארמה אמר כי אסטרטגיה זו של מדידת תנודות טמפרטורה יכולה להיות שימושית גם עבור חולים עם קוליטיס כיבית, מחלת מעי דלקתית אחרת, או כל מצב שבו יש תגובה דלקתית ממושכת. במחקרם, החוקרים השתמשו בחיישנים האלחוטיים כדי לעקוב ברציפות אחר תנודות הטמפרטורה במשך כמעט ארבעה חודשים.
חלוץ הביו-אלקטרוניקה ג'ון רוג'רס, שקבוצתו הובילה את פיתוח המכשיר, פרסם לאחרונה מאמר נוסף המתאר שתל דק ורך במיוחד המודד שינויים בטמפרטורה ובזלוף כדרך לנטר את בריאותם של איברים מושתלים. שוב, הקשר בין חום לדלקת היה המפתח, שכן עודף דלקת סביב האיבר המושתל יכול להוות סימן אזהרה מוקדם לכך שהאיבר החדש נדחה על ידי מערכת החיסון של המטופל.
כדי לטפל במחלת קרוהן, פיתחנו חיישן טמפרטורה ממוזער במיוחד עם יכולת תקשורת אלחוטית. המכשיר הזעיר והרך הזה לובש צורה של קפסולה חלקה ועגולה המונחת בתוך מערכת העיכול, מבלי להשפיע על תהליכים פיזיולוגיים טבעיים להקלטות ארוכות טווח. הנתונים מראים כמה חתימות מאוד ייחודיות, בצורה של הפרעות למחזורי היממה הטבעיים, הידועים כקצבים אולטרה-דיאנים, כאינדיקציות מוקדמות לתגובות דלקתיות".
ג'ון רוג'רס, מחבר שותף בעיתון
המדענים גילו שמקצבי הטמפרטורה האולטרה-דיים מתואמים לשינויים מחזוריים ברמות הלחץ וסמנים דלקתיים בדם, אמר Surabhi Madhvapathy, מחבר ראשון מקבוצת Rogers שהוביל את הנדסת החיישנים.
"בנוסף לשונות לטווח הקצר, למדנו במשך שבועות עד חודשים שהטמפרטורה הממוצעת של המעיים יורדת", אמר Madhvapathy. "ירידה זו הייתה מעידה על החמרה באיכות הרקמה לאורך זמן."
בעקבות התוצאות המוצלחות הללו בעכברים, החוקרים מתכננים להעריך את יכולות החיישנים ברקמות אנושיות המשחזרות את מצבי המעי הדלקתיים שנמצאו במחלות מעי דלקתיות.
רוג'רס הוא פרופסור לואיס סימפסון וקימברלי קווירי למדע והנדסת חומרים, הנדסה ביו-רפואית וכירורגיה נוירולוגית במקורמיק ומנהל מכון קווירי סימפסון לביו-אלקטרוניקה, שתמך במחקר. שארמה היא מנהלת רפואה אורולוגית רגנרטיבית ילדים ומחקר כירורגי בבית החולים לילדים של אן ורוברט ה. לוריא בשיקגו ובמכון המחקר לילדים של סטנלי מאן, וחברה במכון סימפסון קווירי לביו-ננוטכנולוגיה של נורת'ווסטרן.
Surabhi Madhvapathy מקבוצת רוג'רס ומתיו בורי מקבוצת שארמה הם מחברי המאמר הראשונים.
