ウェアラブルセンサーが「最後の砦」の抗生物質を監視する(Wearable sensor to monitor ‘last line of defense’ antibiotic)

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2023-10-03 サンディア国立研究所(SNL)

◆サンディア国立研究所の研究者は、微細針とナノスケールセンサーを組み合わせ、バンコマイシンなどの抗生物質のレベルを連続的にモニタリングするウェアラブルセンサーパッチを開発しました。このパッチは、病院での血液検査の代わりに皮膚に挿入され、バンコマイシンの効果的な範囲を監視するのに役立ちます。
◆センサーはDNAストランドで構成され、バンコマイシンの濃度変化を検出します。これにより、リアルタイムのモニタリングが可能になり、医療の遅延を減少させることができます。現在、人間や動物でのテストが進行中で、体内での長期間の動作を証明することが次の技術的課題です。

<関連情報>

マイクロニードル電気化学アプタマーベースのセンシング: センサーを組み込んだ市販のステンレス製マイクロニードルを用いたリアルタイムの低分子測定 Microneedle electrochemical aptamer-based sensing: Real-time small molecule measurements using sensor-embedded, commercially-available stainless steel microneedles

Alex M. Downs, Adam Bolotsky, Bryan M. Weaver, Haley Bennett, Nathan Wolff, Ronen Polsky, Philip R. Miller
Biosensors and Bioelectronics  Available online: 16 May 2023
DOI:https://doi.org/10.1016/j.bios.2023.115408

ウェアラブルセンサーが「最後の砦」の抗生物質を監視する(Wearable sensor to monitor ‘last line of defense’ antibiotic)

Abstract

Microneedle sensors could enable minimally-invasive, continuous molecular monitoring – informing on disease status and treatment in real-time. Wearable sensors for pharmaceuticals, for example, would create opportunities for treatments personalized to individual pharmacokinetics. Here, we demonstrate a commercial-off-the-shelf (COTS) approach for microneedle sensing using an electrochemical aptamer-based sensor that detects the high-toxicity antibiotic, vancomycin. Wearable monitoring of vancomycin could improve patient care by allowing targeted drug dosing within its narrow clinical window of safety and efficacy. To produce sensors, we miniaturize the electrochemical aptamer-based sensors to a microelectrode format, and embed them within stainless steel microneedles (sourced from commercial insulin pen needles). The microneedle sensors achieve quantitative measurements in body-temperature undiluted blood. Further, the sensors effectively maintain electrochemical signal within porcine skin. This COTS approach requires no cleanroom fabrication or specialized equipment, and produces individually-addressable, sterilizable microneedle sensors capable of easily penetrating the skin. In the future, this approach could be adapted for multiplexed detection, enabling real-time monitoring of a range of biomarkers.

医療・健康
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