美国西北大学的研究人员开发出了第一台用于实时连续监测移植器官健康状况的电子设备。该研究于9月8日发表在《Science》。
（图片来自论文）
1、研究背景
2022 年，美国进行的 40,000 例实体器官移植中，大约 60% 是肾脏 。然而，供体和受体之间的人类白细胞抗原基因型不匹配可能导致移植排斥，1年、5年、10年的移植存活率分别为92.7%、77.6%和49.5%。
现有的检测手段（肾皮质组织活检）可能会导致出血、疼痛、感染和损失临近器官等问题。因此活检频率较为低下，无法保证对移植器官的长期持续监测。
2、研究概述
美国西北大学的研究人员开发出的这种超薄的软植入物直接位于移植的肾脏上，可以检测与炎症相关的温度变化以及免疫排斥引起的其他身体反应。这些数据通过无线传输到附近的智能手机或平板电脑来提醒患者或医生。
研究人员在移植肾脏的小动物模型上测试了该设备，发现该设备比当前的监测方法提前三周检测到排斥的警告信号。这段额外的时间可以让医生更快地进行干预，改善患者的治疗结果和福祉，并增加保存捐赠器官的几率。
(A)大鼠模型中肾移植和装置植入的图示。白色虚线突出显示了两个天然肾脏的切除。传感器直接与皮质连接，通过两个缝合孔（插图）缝合到上面的肾囊。电子设备位于肾脏附近，通过缝合片固定在腹壁上。连接传感器和电子模块的电线靠在腹部脂肪上。(B)植入肾脏背侧的传感器和(C)靠近美国 25 美分硬币的设备的照片（比例尺为5mm）。(D)具有单个天然肾脏（第二肾切除）的 Lewis 大鼠0-28天器官温度和热导率的数据收集。
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西北大学的新型生物电子植入物选择了监测更简单、结果更可靠的参数：温度。由于温度升高通常伴随着炎症，研究人员假设，植入物感受到的温度异常变化可以作为移植排斥的早期预警信号。
动物研究证明了这一点，研究人员发现，在发生排斥反应之前，移植肾脏的局部温度会升高。
在没有服用免疫抑制剂的动物中，在血液样本中的生物标志物发生变化前两三天体温升高。在服用免疫抑制剂的动物中，体温不仅升高，而且在肌酐和血尿素氮升高之前三周还表现出额外的变化。
3、研究意义
这项大鼠移植模型研究作为一种检测亚临床急性排斥反应的技术，提供了了肾脏温度和热导率的生物物理测量方法。与侵入性活检相比，这些生物传感器提供了有关手术恢复、药物影响、昼夜节律、活动和移植物排斥的密集、实时、长期信息。肾脏温度和热导率提供排斥反应的早期预警，并且在停止和不进行免疫抑制治疗的情况下，分别提前约 2 至 3 周和约 3 天，相对于血清肌酐和血尿素氮具有更高的敏感性。此类测量可能有助于指导个性化剂量策略并了解免疫抑制剂的功效。
传感器配有微型电子器件。电子设备包括微型纽扣电池和蓝牙通信。
（图片来自论文）
小动物试验成功后，研究人员现在正在更大的动物模型中测试该系统。研究人员还在评估为纽扣电池充电的方法，以使其能够使用寿命长。虽然初步研究是针对肾脏移植进行的，但研究人员认为它也适用于其他器官移植，包括肝脏和肺以及其他疾病模型。
内容来源：https://medicalxpress.com/news/2023-09-device-transplanted-early.html
原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adh7726
