健康監測的新水平:間質液能否取代血液?
據研究人員稱,在監測健康和保健方面,間質液可以作為血液的替代品。連續健康監測的下一個層次可能就在皮膚表面之下。根據辛辛那提大學的生物醫學工程師的說法,間質液,也就是圍繞著體內細胞、組織和器官的液體,可以成為早期疾病檢測或長期健康監測的寶貴資源。
在《自然-生物醫學工程》雜誌上發表的一篇論文中,他們概述了使用間質液的潛在優勢和技術挑戰。
“為什麼我們認為它是一種有價值的診斷液體,因為它可以連續使用。使用血液,你不能輕易地進行連續讀數,”加州大學博士畢業生Mark Friedel說,”你能想像整天在你的靜脈中插著一根針的情況下過日子嗎?所以我們需要其他工具”。他是這項研究的共同主要作者。
研究人員正在尋找替代方法來監測一個人的健康和保健。汗水是測量某些東西的良好媒介,如壓力或焦慮,因為它含有皮質醇等荷爾蒙。但身體對其他化學物質卻很吝嗇,這些化學物質在汗液中不容易釋放,弗里德爾說:”汗腺是一個大過濾器,不允許所有東西通過。”因此,我們想要監測的一半以上的東西根本無法進入汗液。”
辛辛那提大學教授Jason Heikenfeld在他的新型設備實驗室研究可穿戴技術。
血液是健康監測的黃金標準。但是人們也有數升的間質,佔其體重的15%之多。
弗里德爾說:”血液的關鍵特徵使它具有如此大的優勢,我們非常了解血液。如果你的血液裡有東西,我們知道你的心臟或肝臟會發生什麼。”
間質液含有許多與血液比例相同的化學物質,為昂貴和耗時的實驗室工作提供了潛在的替代方案。該研究概述了醫生可以對間質液進行採樣的各種方式,從對皮膚進行抽吸到部署微透析。
“作為生物醫學工程師,我們最大的目標之一是通過使診斷更容易獲得來幫助人們更好地管理他們的健康,”共同領銜作者、斯坦福大學的伊恩-湯普森說。”這種可及性的一大障礙是,目前的大多數診斷方法都依賴於血液採樣,這可能是痛苦的,並且需要經過培訓的人員來執行。因此,近年來,人們對使用就在皮膚下的間質液作為診斷樣本的興趣越來越大,這種樣本更容易獲得,提取起來也不那麼痛苦。”
在加州大學工程與應用科學學院教授Jason Heikenfeld的新型設備實驗室,學生們正在開發傳感器,以測量間質液中的激素和其他化學物質。他們使用長度小於1毫米的微針,通過一個微小的補丁刺入皮膚。
“如果你有一根刺,它可能比我們的微針更深入你的皮膚,”弗里德爾說。”它們通常是無痛的。我在大多數時候都感覺不到它。最不舒服的部分是移除固定設備的膠帶”。
但即使你不知道它的存在,你的身體也知道,弗里德爾說。而這種微小的反應會影響測試結果。
“間質液有一個類似薛定諤的觀察者效應。”弗里德爾說:”任何時候你試圖收集和測量它,你都會內在地改變液體本身。如果你在皮膚上紮針,你的身體就會發炎,然後你的[樣本]水平就會改變。對於連續的生物監測,我們想知道當你沒有被一個小針頭戳到時的那些濃度。這就是為什麼它是一種具有挑戰性的液體,在糖尿病監測之外還沒有被使用。”
研究人員說,儘管如此,間質液在通過可穿戴技術監測健康方面仍具有巨大的前景。這可以幫助醫生跟踪藥物的療效,以確保適當的劑量,或通過監測免疫系統提供疾病的早期診斷。
但弗里德爾說仍有很多東西需要學習:我們正試圖打開盒子,閱讀裡面的說明,以了解間質液裡有什麼,以及利用它的潛力是什麼。