受自然啟發:新型腎結石檢測法只需30分鐘即可提供結果
據外媒報導,來自賓夕法尼亞州立大學和斯坦福大學的科學家們近日公佈了一項突破性進展,這項進展可能會大大改善腎結石檢測的方法。他們展示了一種新型尿檢,它可以在30分鐘內就能給出結果。這不僅保證了比眼下使用的測試所需的7到10天更短的時間,而且還可以讓這個檢測過程變得更便宜、更廣泛,從而開闢出有效的新方法來檢測和管理疾病。
腎結石是由體內鹽和礦物質積聚而形成,這些鹽和礦物質會進入尿道進而給患者帶來各種的身體不適。檢測尿液中會產生這些危險的結塊的代謝物是臨床醫生可以捕捉並阻止結塊形成的方法之一,但這個過程既貴又耗時。
首先,患者需要在一個24小時的時間週期內收集尿液然後送往實驗室進行檢測。之後的檢測需要用到昂貴的設備,並且通常情況下需要的時間在7到10天左右。
為了尋求更有效的解決方案,團隊從豬籠草中獲得了靈感。這些肉食性植物的葉子形狀像水罐,它們藉助光滑的邊緣誘捕昆蟲,藉此讓昆蟲落入植物內部的消化液池中。
“我們可以從自然和我們的環境中學習很多東西,我們的研究是生物醫學工程師如何充分利用它的一個例子,”賓夕法尼亞州立大學生物醫學工程教授、研究小組負責人Pak Kin Wong指出。
該團隊將這款受自然啟發的設備命名為光滑液體注入多孔表面實驗室(SLIPS-LAB)。其由光滑、低摩擦的表面和經過特別設計的幾何結構組成,它可以讓尿液滴在上面滑行並以合適的時間速度跟反應物結合從而觸發必要的化學反應。
該技術的測試結果可以通過智能手機或掃描儀在計算機算法的幫助下讀取。據研究小組稱,在醫生的辦公室裡,分析大約只需要30分鐘時間。如果不需要昂貴的實驗室設備,這種尿檢的成本和時間就會大大降低。
“SLIPS-LAB的低成本、快速和簡單性將減少臨床醫生和患者進行結石風險代謝物分析的障礙,”Wong說道,“這將改善對泌尿系結石患者的管理,並為結石患者在移動健康環境中檢測尿液樣本開闢新的可能性。”
相關研究報告已發表在《Science Advances》上。