Entwicklung von chemischen Sensoren, können in die Blutbahn oder unter die Haut ständig zu überwachen, Sauerstoff, Säuregrad (pH-Wert), oder Glucose Ebenen ist eine große Herausforderung für die analytische Chemiker und biomedizinische Ingenieure. Das Problem ist, die Körper reagiert auf diese Gegenstände in einer Weise, die mit ihrer Fähigkeit zur Messung Blut Chemie. In den Blutkreislauf, Blutgerinnsel bilden auf der Oberfläche von implantierten Sensoren oder Blutgefäße Vertrag um sie herum. Sensoren implantiert unter die Haut kann sich von Mauern durch Zellen, die Herde auf der Website als Teil der entzündlichen Reaktion.
Ein Team der University of Michigan, die zuvor gezeigt, eine verbesserte Genauigkeit mit intravaskuläre Sensoren, die mit beschichteten Stickstoffmonoxid-Freisetzung Polymere hat viel versprechende vorläufige Ergebnisse mit einer neuen Strategie: Schaffung von Polymer-Beschichtung, generieren Stickstoffmonoxid aus Komponenten bereits im Blut. UM Chemie Professor Mark Meyerhoff wird die Arbeit 15. März auf der 229. Tagung des American Chemical Society in San Diego, Calif
"Die Idee hatten wir, als wir mit der Arbeit an diesem Problem, vor acht Jahren, war es zu imitieren, was in der menschlichen Körper zu verhindern Gerinnungszeit an den Wänden des eigenen Blutgefäße ", sagt Meyerhoff." Your Endothelzellen --- der Zellen, Zeile alle Ihre Blutgefäße --- generieren Stickstoffmonoxid. Der Gehalt an Stickstoffmonoxid in dieser Schicht von Zellen diffundiert zurück in die Wände der Blutgefäße, wo sie entspannt umgebenden Muskelzellen und erhöht die Durchblutung. Es diffundiert auch in das Lumen der Blutgefäße, wo sie spielt eine weitere wichtige Rolle: Es hemmt die Thrombozyten-Funktion und verhindert, dass Blutplättchen aus an der Oberfläche der Blutgefäße. "
Im Laufe der Jahre, Meyerhoff und Mitarbeiter entwickelt haben Stickstoffmonoxid-Freisetzung Polymeren, dann mit der beschichteten Sensoren Polymere implantiert und die Sensoren in die Arterien von Labortieren. "Wir haben immer eine Verbesserung der Genauigkeit der die Sensoren und weniger Blutgerinnsel am Sensor Oberflächen, wenn wir Stickstoffmonoxid-Freisetzung polymeren Beschichtungen ", sagt Meyerhoff.
Allerdings, diese Materialien sind einige Merkmale, die ihre Nützlichkeit. "In einigen Fällen, dass die Chemie in der Polymer ist empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und Hitze, also ob sie sich leicht kommerzialisiert ist eine der großen Fragen ", sagte er. In Außerdem, der Polymer-Beschichtung ist sehr dünn für die meisten biomedizinischen Anwendungen, die Grenzen der Betrag von Stickstoffmonoxid gespeichert werden können und aus der dünnen Schicht auf der Sensoroberfläche.
Der neue Ansatz ist es, Polymere, die zu Stickstoffmonoxid aus Verbindungen genannt nitrosothiols in den Blutkreislauf. Der Schlüssel dazu, die Forscher gefunden, ist Kupfer.
"Es zeigt sich, dass Kupfer-Ionen können als Katalysatoren zu erzeugen nitrosothiols und Stickoxid von ihnen", sagte Meyerhoff. So dass die UM-Team wurde die Schaffung Polymeren, die eine Kupfer-Ionen mit komplexer. Sie haben gezeigt, dass Komplex Kupfer-Ionen haben die gewünschte katalytische Wirkung, wenn in einem Polymer, und dass sie wirksam bleiben auch nach dem Einweichen im Blut bis zu drei Tagen, was darauf hindeutet, dass Sensoren, beschichtet mit Stickstoffmonoxid-Generierung Polymere können haben längere Laufzeiten als die Freisetzung von Stickoxiden. Als nächstes planen die Forscher, um die neuen Polymeren, um zu sehen, wenn Diese Materialien sind so wirksam wie Blutgerinnsel zu verhindern, die Stickoxid-Freigabe Polymere entwickelt sie früher.
Andere Fragen sind zu erkunden, wie viel von den Rohstoffen für die Erzeugung von Stickoxid im Blut vorhanden sind, und ob die Höhe variiert von einer Person zur anderen. "Das Gerät kann mit mir arbeiten, aber wenn Sie nicht genug von den reaktiven Arten in Ihrem Blut, dann kann es keine angemessene Stickstoffmonoxid und sie kann nicht verhindern, dass Gerinnungszeit ", sagte Meyerhoff. Um auf diese Fragen, die Forscher haben eine Möglichkeit, die Höhe der nitrosothiols im Blut Proben, und sie arbeitet an einer Art und Weise, das gleiche zu tun, was in der Flüssigkeit unter der Oberfläche der Haut.
Es bleibt noch viel zu tun, "aber das Konzept der Verwendung von immobilisierten Kupfer-Ionen ist das, was wir einen sehr viele Gedanken in in diesen Tagen ", sagt Meyerhoff." Es ist eine spekulative Idee, aber wenn es funktioniert, wird es sehr spannend. "
Für weitere Informationen:
Mark Meyerhoff --- umich.edu / ~ michchem / Fakultät / Meyerhoff
American Chemical Society --- http: / / www.chemistry.org
Kontakt: Nancy Ross-Flanigan
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