Хлопковую нить превратили в сенсор для мониторинга лития в крови
Британские химики разработали устройство для прямого измерения концентрации в крови лития — препараты на его основе прописывают при биполярном расстройстве и депрессии. Сенсор состоит из куска хлопковой нити, покрытой углеродными нанотрубками и мембраной, реагирующей на изменения содержания ионов лития. Статья опубликована в ACS Sensors.
Препараты лития (в основном, в виде солей) относят к классу психотропных лекарственных средств, способных стабилизировать настроение. Попадая в организм, ионы лития в первую очередь выступают в качестве антагонистов ионов натрия, ослабляя импульсы в нервных и мышечных клетках, «притормаживая» их. Именно поэтому чаще всего литий прописывают пациентам во время маниакальной фазы биполярного аффективного расстройства (сокращенно БАР, также известен как маниакально-депрессивный психоз). Литий также влияет на синтез некоторых моноаминов (в частности, норадреналина и серотонина), поэтому прописать его могут и при депрессивных расстройствах.
При приеме препаратов лития пациенту необходимо соблюдать диету, в особенности — отказаться от пищи, богатой литием (красного вина и копченых изделий). Кроме того, зачастую требуется тщательно контролировать концентрацию лития в плазме крови. Рекомендуемая концентрация лития в плазме составляет от 0,4 до 1 миллимоля на литр: меньшее значение может не давать эффекта, а большее количество может привести к нежелательным последствиям, в том числе смерти от передозировки.
Мониторинг концентрации лития в крови обычно проводят в лабораторных условиях, к примеру, с применением спектрофотометрии. В последние несколько лет разрабатываются и методики, позволяющие следить за изменением концентрации лития в крови и в домашних условиях. Все они, однако, требуют забора крови — не самой приятной и безопасной процедуры, в особенности при частом и самостоятельном мониторинге.
Разработать новый метод измерения концентрации лития в плазме удалось британским ученым из Университета Суррея под руководством Кэрол Крин (Carol Creen). Для определения уровня лития они предложили использовать обычные хлопковые нити, которые покрыли однослойными углеродными нанотрубками для того, чтобы сделать ее проводящей.
На нитку-проводник затем нанесли мембраны из набора нескольких ионофоров — веществ, которые переносят катионы различных металлов, в том числе лития. Таким образом, сенсор представлял собой нить длиной пять миллиметров и толщиной 0,35 миллиметра. При связывании лития на этой нити меняется напряжение, измеряя которое можно определить концентрацию металла в плазме. Сенсор чувствителен и к другим ионам (в том числе и к ионам натрия), но изменение концентрации лития меняет напряжение сильнее всего.
Авторы работы сообщают, что разработанный сенсор — носимый, его можно вживлять под кожу и постоянно следить за уровнем лития без постоянного забора крови. Несмотря на то, что подобный метод мониторинга показал свою эффективность в лабораторных условиях, до использования в медицинских исследованиях его необходимо будет проверить на лабораторных животных.
Сенсоры на основе углеродных нанотрубок можно использовать и для других целей. Например, несколько лет назад ученые из MIT создали портативный сенсор, «чувствительный» к запаху испорченного мяса.
Елизавета Ивтушок
Это вывод рандомизированного исследования
Шведские, норвежские и британские ученые выяснили, что операция по реконструкции неба у детей с его расщелиной снижает риск органических нарушений речи в пятилетнем возрасте. Как сообщается в статье, опубликованной в The New England Journal of Medicine, к такому выводу ученые пришли после сравнения двух групп детей, получивших операцию в возрасте 6 или 12 месяцев. Изолированная расщелина неба поражает от 1 до 25 на 10000 новорожденных. В зависимости от типа и тяжести дефекта она может приводить к проблемам с кормлением, аномальному развитию и росту лица, психологическим трудностям, а также к нарушениям развития речи. Поэтому проводится хирургическая коррекция расщелины неба, которая заключается в закрытии промежутка между мягким небом и стенками глотки для разделения ротовой и носовой полостей. Это закрытие предотвращает орально-носовое сообщение, что обеспечивает сохранность давления воздуха внутри рта, достаточное для произнесения согласных.Однако несмотря на перенесенное хирургическое вмешательство, примерно у 30 процентов детей наблюдаются симптомы сохранения орально-носового сообщения, которое приводит к нарушениям речи. Многие хирурги считают, что дело во времени проведения операции, и что чем раньше она проведена, тем благополучнее дальнейших исходы относительно речи. Ученые из Швеции, Норвегии и Великобритании под руководством Кэррол Гэмбл (Carrol Gamble) из Ливерпульского университета провели рандомизированное клиническое исследование, в котором приняло участие 558 новорожденных: 281 были прооперированы в возрасте шести месяцев и 277 — в возрасте 12 месяцев. Исходные характеристики в обеих группах были сходными. Доля детей с недостаточно закрытым сообщением между ротовой и носовой полостями в возрасте пяти лет была значительно меньше в группе операции в шесть месяцев (отношение рисков 0,59, р = 0,04). Ассоциации сохранялись после поправки на протяженность расщелины и на хирурга. Нормальный лепет в возрасте одного года также чаще наблюдался в группе шести месяцев. Кроме того, в этом же возрасте функция среднего уха в 12-месячной группе оказалась хуже, чем в шестимесячной. В три и пять лет этих различий не наблюдалось. Таким образом, ученые приходят к выводу, что у здоровых в остальном детей предпочтительнее проводить операцию по коррекции расщелины неба в шестимесячном возрасте, чем в возрасте одного года. Ранее мы рассказывали про то, что ученые разработали накожный сенсор для мониторинга речи у пациентов, перенесших инсульт.