stringtranslate.com

Диагностика пота

Диагностика пота — это новая неинвазивная технология , используемая для получения информации о здоровье человеческого организма. Обычные диагностические тесты пота включают тестирование на муковисцидоз [1] и запрещенные наркотики . [2] Большинство тестов человеческого пота относятся к эккриновым потовым железам , которые, в отличие от апокриновых потовых желез , имеют более низкий состав масел. [3]

Хотя пот в основном состоит из воды, [3] в нем содержится много растворенных веществ, которые имеют хотя бы некоторое отношение к биомаркерам , обнаруженным в крови. К ним относятся: натрий (Na + ), хлорид (Cl − ), калий (K + ), аммоний (NH+
4), спирты , лактат , пептиды и белки . [4] [5] Разработка устройств, методов обнаружения и идентификации биомаркеров в поте продолжает оставаться расширяющейся областью применения в медицинской диагностике и спорте.

Использование интеллектуальных биосенсоров для анализа пота на коже было описано как интернет-поддержка пота (iSudorology) Бразье и соавторами в 2019 году. Оно описывает независимое от лаборатории обнаружение молекулярных цифровых биомаркеров нового поколения в поте. [6]

История

Некоторые из самых ранних опубликованных исследований [7] состава пота относятся к 19 веку. Дальнейшие исследования [8] [9] [10] в 20 веке начали укреплять понимание физиологии и фармакологии эккриновой потовой железы. Исследования in vivo и in vitro того периода времени, и даже те, которые продолжаются сегодня, выявили многочисленные структурные нюансы и новые молекулы, присутствующие в поте. Первое коммерчески принятое использование для диагностики пота включало тестирование уровней натрия и хлорида у детей для диагностики муковисцидоза. Сегодня одним из самых популярных устройств для этого тестирования является система сбора пота Macroduct от ELITechGroup. [11]

Общие доказательства

Совсем недавно многочисленные исследования выявили правдоподобность пота как альтернативы анализу крови. [12] [13] Потенциальная замена пота анализу крови имеет много потенциальных преимуществ. Например, пот можно: извлекать неинвазивным способом с помощью ионофореза ; извлекать с небольшой болью или без нее; и непрерывно контролировать. [14] Однако у этой технологии есть недостатки. Например, демонстрация успешного и надежного извлечения и анализа пота на связном устройстве еще не продемонстрирована. Кроме того, хотя некоторые механизмы разделения биомаркеров хорошо поняты и изучены, разделение других полезных биомаркеров ( цитокинов , пептидов и т. д.) изучено меньше. [4]

Текущие исследования

Портативные устройства

Патчи

Пластыри продемонстрировали свою перспективность в качестве платформы для диагностики пота. [15] [16] [17] Простые устройства для долгосрочного сбора, которые проверяют наличие наркотиков или алкоголя, уже имеются на рынке и работают по следующему принципу: пользователь накладывает пластырь, который затем собирает пот в течение нескольких часов или дней, затем пластырь анализируется с использованием таких методов, как ГХ-МС, которые являются точными, но имеют недостаток в виде отсутствия непрерывных измерений и высокой стоимости. Например, продукты для диагностики пота на наличие запрещенных наркотиков и алкоголя производятся и поставляются компаниями PharmChek и AlcoPro соответственно. Недавно было предпринято несколько попыток [18] разработать недорогие устройства для непрерывного мониторинга пота на основе полимеров, и они находятся на ранних стадиях коммерциализации. [19]

Совсем недавно стартапы, такие как Xsensio, начали разрабатывать продукты, ориентированные на потребительский, медицинский и спортивный рынок для диагностики пота. В конечном счете, есть надежда, что эти устройства будут способны обнаруживать изменения в физиологии человека в течение нескольких минут без необходимости повторного сбора и анализа образцов. [20]

Временные татуировки

Временные инструменты диагностики пота на основе татуировок [21] были продемонстрированы группой доктора Джозефа Вана из Калифорнийского университета в Сан-Диего . Их работа включает диагностику пота на предмет натрия, лактата, аммония, pH и возможностей биотоплива . [22]

Ссылки

  1. ^ Mishra A, Greaves R, Massie J (ноябрь 2005 г.). «Значение потового тестирования для диагностики муковисцидоза в геномную эру». The Clinical Biochemist. Обзоры . 26 (4): 135–53. PMC  1320177. PMID  16648884 .
  2. ^ Де Джованни Н., Фуччи Н. (2013). «Текущее состояние потового тестирования на наркотики, вызывающие злоупотребление: обзор». Current Medicinal Chemistry . 20 (4): 545–61. doi :10.2174/0929867311320040006. PMID  23244520.
  3. ^ ab Wilke K, Martin A, Terstegen L, Biel SS (июнь 2007 г.). «Краткая история биологии потовых желез». International Journal of Cosmetic Science . 29 (3): 169–79. doi : 10.1111/j.1467-2494.2007.00387.x . PMID  18489347.
  4. ^ ab Sonner Z, Wilder E, Heikenfeld J, Kasting G, Beyette F, Swaile D, Sherman F, Joyce J, Hagen J, Kelley-Loughnane N, Naik R (май 2015 г.). «Микрофлюидика эккринной потовой железы, включая разделение биомаркеров, транспорт и биосенсорные аспекты». Biomicrofluidics . 9 (3): 031301. doi :10.1063/1.4921039. PMC 4433483 . PMID  26045728. 
  5. ^ Sato K, Kang WH, Saga K, Sato KT (апрель 1989). «Биология потовых желез и их расстройства. I. Нормальная функция потовых желез». Журнал Американской академии дерматологии . 20 (4): 537–63. doi :10.1016/s0190-9622(89)70063-3. PMID  2654204.
  6. ^ Brasier N, Eckstein J (2019). «Пот как источник цифровых биомаркеров следующего поколения». Цифровые биомаркеры . 3 (3): 155–165. doi :10.1159/000504387. PMC 7011725. PMID  32095774 . 
  7. ^ Hoelscher JH (1899). «Исследование потоотделения.: Оригинальное исследование ста тринадцати случаев». Журнал Американской медицинской ассоциации . 32 : 1352–1360. doi :10.1001/jama.1899.92450510001003.
  8. ^ Найман Э, Палмлев А (1936). «Устранение этилового спирта с потом». Скандинавский архив физиологии . 74 (2): 155–159. doi :10.1111/j.1748-1716.1936.tb01150.x.
  9. ^ Schwartz IL, Thaysen JH (январь 1956). «Выделение натрия и калия в поте человека». Журнал клинических исследований . 35 (1): 114–20. doi :10.1172/JCI103245. PMC 438784. PMID  13278407 . 
  10. ^ Сато К (1977). «Физиология, фармакология и биохимия эккриновой потовой железы». Обзоры физиологии, биохимии и фармакологии . 79 : 51–131. doi :10.1007/BFb0037089. ISBN 978-3-540-08326-9. PMID  21440.
  11. ^ Пуллан Н. Дж., Терстон В., Барбер С. (май 2013 г.). «Оценка метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой для анализа хлорида пота и натрия для использования в диагностике муковисцидоза». Annals of Clinical Biochemistry . 50 (Pt 3): 267–70. doi :10.1177/0004563212474565. PMID  23605131. S2CID  40347024.
  12. ^ Чарновский Д., Гурский Дж., Южвюк Дж., Боронь-Качмарска А. (1992). «Аммиак в плазме является основным источником аммиака в поту». Европейский журнал прикладной физиологии и физиологии труда . 65 (2): 135–7. дои : 10.1007/bf00705070. PMID  1396636. S2CID  7994016.
  13. ^ Cizza G, Marques AH, Eskandari F, Christie IC, Torvik S, Silverman MN, Phillips TM, Sternberg EM (ноябрь 2008 г.). «Повышенные нейроиммунные биомаркеры в потовых пятнах и плазме пременопаузальных женщин с большим депрессивным расстройством в стадии ремиссии: исследование POWER». Biological Psychiatry . 64 (10): 907–11. doi :10.1016/j.biopsych.2008.05.035. PMC 2610843 . PMID  18657799. 
  14. ^ Банга АК, Чиен ЙВ (1988). «Ионтофоретическая доставка лекарств: основы, разработки и биомедицинское применение». Журнал контролируемого высвобождения . 7 : 1–24. doi :10.1016/0168-3659(88)90075-2.
  15. ^ Scutti S (29 октября 2014 г.). «Измерение пота, мониторинг здоровья и диагностическое устройство — будущее носимых технологий». Medical Daily .
  16. ^ Феннер Р. (8 мая 2015 г.). «CoreSyte выбрана в качестве всемирного легкоатлетического партнера Eccrine Systems». Business Wire .
  17. ^ Begonia R (5 декабря 2014 г.). «Kenzen Wearable оптимизирует спортивные результаты с помощью анализа гидратации, молочной кислоты и глюкозы в реальном времени». PR Newswire .
  18. ^ Jain V, Ochoa M, Jiang H, Rahimi R, Ziaie B (2019-06-17). "Массовый настраиваемый дермальный пластырь с дискретными колориметрическими индикаторами для персонализированной количественной оценки скорости потоотделения". Microsystems & Nanoengineering . 5 (1): 29. Bibcode :2019MicNa...5...29J. doi :10.1038/s41378-019-0067-0. PMC 6572848 . PMID  31240108. 
  19. ^ US 10772560, Ziaie, Babak; Ochoa, Manuel P. & Jain, Vaibhav et al., «Датчик и система управления гидратацией, монтируемый на коже», опубликовано 15.09.2020, выпущено 02.10.2017, передано Purdue Research Foundation 
  20. ^ Heikenfeld J (22 октября 2014 г.). «Датчики пота изменят то, как носимые устройства отслеживают ваше здоровье». IEEE Spectrum .
  21. ↑ Free K (13 августа 2014 г.). «Временная татуировка для отслеживания тренировок и зарядки телефона». Popular Mechanics .
  22. ^ Бандодкар А. Дж., Цзя В., Ван Дж. (2015). «Носимые электрохимические устройства на основе татуировок: обзор». Электроанализ . 27 (3): 562–572. doi :10.1002/elan.201400537.