检测唾液的传感器系统是改善癫痫患者生活的关键一步
俄勒冈州立大学工程学院的研究人员在改善癫痫患者生活方面迈出了关键一步,他们开发了一种传感器系统,可以快速检测他们的唾液,以查看他们的系统中是否含有正确水平的抗癫痫药物。
这项研究发表在《科学》杂志上应用电化学杂志作者指出,这项研究很重要,因为美国大约有350万人患有癫痫,其中包括近50万儿童。
“随着进一步的发展,我们的系统可以用于授权癫痫患者让他们监控他们的抗癫痫发作药物俄勒冈州立大学博士后研究员莱尔·温特兰说。“从我们的传感器可以产生的数据中,可以确定个性化的药物剂量,减少因剂量过高而产生毒副作用的几率,以及因无效的低剂量而导致癫痫发作的几率。”
癫痫是神经障碍的特征是肌肉痉挛除了癫痫发作,还有抽搐和意识丧失负面影响到物理和心理健康是很多的,包括自杀风险比一般人群要高得多。
与温特兰共同领导这项研究的生物工程副教授伊莱恩·傅(Elaine Fu)说:“在癫痫患者可以用来改善治疗和生活质量的医疗工具方面取得进展,令人兴奋。”
Fu, Wentland和俄勒冈州立大学的其他研究人员Stephen Ramsey, Matthew Johnston, Jacob Cook和Jade Minzlaff建立并演示了一个手持的,基于微流体的系统,可以从唾液中检测到预防癫痫的药物,而无需首先对唾液进行漫长的预处理过程。
微流体是指流体在通过或被限制在配备通道和室的微型化设备时的行为。
Wentland说,抗癫痫药物(AEDs)已经有一个多世纪的历史了,但最佳剂量——高到足以控制癫痫发作,低到不会产生其他问题——在患者之间差异很大。
温特兰说:“举个例子,经常开的卡马西平(CBZ)与其他aed和抗生素有强烈的相互作用。”“此外,它在体内移动的方式因人而异,在一个非常狭窄的治疗范围内,它是有毒的,以至于导致肌肉控制不良、定向障碍、幻觉甚至昏迷。”
衡量一种药物在病人体内含量的标准方法是用血液测试但研究人员指出,从抽血到结果出来的时间可能长达数天,这大大限制了该测试对服用aed的人的有用性。
为了大幅缩短周转时间,研究人员转而研究唾液。
傅教授说:“唾液很容易获得,而且是非侵入性的,在健康监测方面具有巨大的潜力,而且已经证明唾液中CBZ的浓度与血液中药物的浓度相关。”“但唾液也对药物的电化学检测提出了挑战,因为唾液含有复杂的成分,可能会导致信号干扰。”
Wentland和Fu领导了一种一次性电化学流动电池的开发,能够从少量的血液中检测CBZ的治疗水平唾液.
Ramsey是计算机科学和生物医学科学的副教授,他率先创建了一种用于量化电化学信号的新信号处理算法。约翰斯顿,电气和计算机工程副教授,领导了该系统的微型恒电位器的开发。
恒电位器是一种在具有多个电极的电化学电池中控制工作电极电位的分析仪器。
更多信息:Lael Wentland等人,在人类唾液背景下电化学定量卡马西平水平的现场使用装置,应用电化学杂志(2022)。DOI: 10.1007 / s10800 - 022 - 01785 - 9