Die sichelzellkrankheit ist eine erbliche Erkrankung, wirkt sich auf die roten Blutkörperchen, verzerren Ihre natürlichen Bandscheibe in Form einer Mondsichel, oder „Sichel“ Form. Normale rote Blutkörperchen bewegen sich frei durch kleine Blutgefäße im ganzen Körper zu liefern Sauerstoff. Mit sichelzellkrankheit, die unförmigen roten Blutkörperchen werden hart und klebrig, so dass es schwierig für Sie, sich zu bewegen, durch Blutgefäße. Sie schließlich blockieren den Fluss und brechen auseinander. Dieser Prozess führt zu einer Reihe von Problemen, einschließlich schweren chronischen Schmerzen, Schlaganfall, Organschäden, Milz-Dysfunktion, Herzinsuffizienz und sogar zum Tod führen.
Sichel-Zelle Krankheit betrifft Millionen von Menschen vieler Nationalitäten auf der ganzen Welt, darunter sowohl Kinder als auch Erwachsene. Eine große Herausforderung bei der Bewältigung der Krankheit ist die enorme Schmerzen, die Patienten ertragen von chronischen und akuten Schmerzen Episoden genannt Schmerzen in der Krise. Leider werden diese schmerzattacken sind unberechenbar und Patienten wissen nie, Wann oder wo diese Episoden stattfinden wird.
Aktuelle Methoden zur Erfassung und überwachung von Patienten mit Sichelzellanämie beruhen hauptsächlich auf der optischen Mikroskopie, die zeitaufwändig ist, führt zu Verzögerungen bei der Erfassung von wichtigen Veränderungen, und darüber hinaus, erfasst nicht änderungen in Echtzeit. Morphologische Veränderungen aufgrund von wiederholten Zelle sickling können Ereignisse führen zu dauerhaften Zellschäden. Um effektiv zu verwalten Sichelzellanämie, die Zeit drängt.
Forscher von der Florida Atlantic University ‚ s College of Engineering and Computer Science entwickelt haben, eine schnelle und zuverlässige neue Methode, um kontinuierlich zu überwachen Sichel-Zelle Krankheit mit einem Mikrofluidik-basierte elektrische Impedanz-sensor.
Die Ergebnisse der Studie, veröffentlicht in the American Chemical Society ‚ s journal ACS Sensoren, zeigen, dass diese neuartige Technologie charakterisieren kann die dynamische Zelle sickling und unsickling Prozesse in Sichel Blut ohne die Verwendung von mikroskopischen Bildgebung oder biochemische Marker.
Mit dieser Methode, Sarah E. Du, Ph. D., senior-Autor und ein Assistent professor in der FAU Department of Ocean und Maschinenbau, und co-Autoren von FAU ‚ s College of Engineering and Computer Science und der University of Miami, waren in der Lage, zu charakterisieren, die rate der Zelle sickling und der Anteil der sichelartig verformten Zellen, die wichtig sind Faktoren, die von abnormalen Blutfluss und Sichel-Zell-vaso-Okklusion. Vaso-Okklusion verursacht akute Schmerzen in Patienten aufgrund der veränderten Formen von Hämoglobin.
„Die Kombination aus Elektro-Impedanz-Messung und on-chip-Hypoxie-Steuerelement stellt eine vielversprechende Methode zur raschen Beurteilung der dynamischen Prozesse der Zelle sickling und unsickling bei Patienten mit Sichelzellenanämie,“ sagte Du. „Neben -, Elektro-Impedanz-Messung ist natürlich quantitative, real-time und bietet eine Bequemlichkeit, die in direkten oder indirekten Kontakt mit den Proben von Interesse, so dass Integrationen auf Mikrofluidik-Plattform und optische Mikroskopie“.
Erkenntnisse aus der Studie zeigen, dass die gleichzeitige mikroskopische Bildgebung morphologische Veränderungen in der Zelle gezeigt, die Zuverlässigkeit und die Wiederholbarkeit der elektrischen Impedanz-basierten Messungen von Zelle sickling und unsickling Prozesse.
In der Studie, die Forscher auch festgestellt, die Korrelationen zwischen den in-vitro-Messungen und die Patienten der hämatologischen Parameter, wie die Ebenen des Sichel-Hämoglobins (HbS) und Fetales Hämoglobin (HbF). Diese Ergebnisse zeigen eine mögliche klinische Relevanz, denn es dient als ein proof-of-Konzept der elektrischen Impedanz als label-freie, biophysikalische marker der Zelle sickling Veranstaltungen sowie ein empfindliches Werkzeug für die Erforschung der dynamischen zellulären und subzellulären Prozessen jenseits der optischen Mikroskopie. Die entwickelte elektrische Impedanz-sensor kann dazu verwendet werden könnten, für die Beurteilung der vaso-Okklusion Risiko, Schweregrad der Erkrankung, therapeutische Behandlung in der Sichel-Zelle Krankheit.
„Wie wir uns bewegen, unsere Technologie nach vorn, es ist unsere Hoffnung, um Patienten mit Sichelzellanämie, die mit einer tragbaren, eigenständigen sensor, der es Ihnen ermöglichen wird, bequem self-überwachung der hämatologischen Parameter von Ihrer Erkrankung und bewerten das Risiko für das auftreten von gefäßverschlüssen,“ sagte Du.
In den Vereinigten Staaten, Sichel-Zelle Krankheit überproportional betrifft Afro-Amerikaner als auch Mexikaner und diejenigen, die aus dem Nahen Osten Abstieg. Etwa 2 Millionen Amerikaner tragen diese genetische mutation, die Auswirkungen auf über 100.000 Personen in den USA Die häufigsten und schwerwiegendsten Probleme, die von Sichel-Zelle Krankheit sind Anämie, Schmerzen und Organversagen und Schlaganfall betrifft etwa 10 von 100 Kindern, die die Krankheit haben. Derzeit ist die Lebenserwartung für Patienten mit Sichel-Zelle Krankheit kann bis zu 50 Jahre, eine dramatische Verbesserung seit 1973, als die Durchschnittliche Lebensdauer für die Krankheit war nur 14 Jahre.
„Patienten mit sichelzellkrankheit auch eine Reihe von Herausforderungen, die versuchen, zu verwalten Ihren Zustand. Die Unfähigkeit zu beobachten, Ihre Krankheit in Echtzeit ist besonders problematisch für Patienten sowie ärzte“, sagte Stella Batalama, Ph. D., Dekan von FAU ‚ s College of Engineering und Computer Science. „Professor Du‘ s cutting-edge-Forschung hat das Potenzial, Patienten mit Sichel-Zelle Krankheit weltweit mit den gleichen Komfort und die Zuverlässigkeit der überwachung Ihrer Erkrankung wie Patienten mit diabetes, die Glukose-Monitore.“