Con una concesión de $1.6M de la Oficina de los E.E.U.U. de la Investigación Naval (ONR), profesor José de Uc San Diego NanoEngineering que Wang llevará un proyecto para crear un “hospital de campaña en una viruta” esa los soldados puede desgastar en el campo de batalla.
El sistema automatizado de la sentido-y-invitación que es convertido por profesor José Wang y colegas de Uc San Diego NanoEngineering vigila contínuo el sudor, los rasgones o la sangre de un soldado para los biomarkers que hacen señales daños comunes del campo de batalla tales como trauma, descarga eléctrica, lesión cerebral o fatiga. Una Vez Que el sistema detecta un daño del campo de batalla, administrará automáticamente la medicación apropiada, así comenzando el tratamiento mucho antes el soldado ha alcanzado un hospital de campaña. Haber: Escuela de Uc San Diego Jacobs de la Ingeniería
El sistema automatizado de la sentido-y-invitación vigila contínuo el sudor, los rasgones o la sangre de un soldado para los biomarkers que hacen señales daños comunes del campo de batalla tales como trauma, descarga eléctrica, lesión cerebral o fatiga. Una Vez Que el sistema detecta un daño del campo de batalla, administrará automáticamente la medicación apropiada, así comenzando el tratamiento mucho antes el soldado ha alcanzado un hospital de campaña.
“Puesto Que la mayoría de muertes del campo de batalla ocurre en el plazo de los primeros 30 minutos después de daño, la diagnosis y el tratamiento rápidos son cruciales para aumentar a la tasa de supervivencia de soldados heridos,” dijo a José Wang, profesor de NanoEngineering en la Escuela de Jacobs de la Ingeniería en Uc San Diego y el Investigador Primario en el proyecto.
Para realizar su el “hospital de campaña en idea de una viruta”, los representantes técnicos necesitará construir un sistema como mínimo invasor que los biomarkers múltiples de los monitores simultáneamente y utilicen los “smarts” del sistema para tramitar toda esta información del biomarker y para tomar el pelo fuera diagnosis exactas, automatizadas. Estas diagnosis accionarían inmediatamente la salida de la droga o la otra intervención médica.
Los “sistemas de gestión De Hoy de la insulina y de la glucosa para los pacientes con diabetes no incluyen los sensores elegantes capaces de realizar operaciones de lógica complejas,” dijo Wang, que ayudó a desarrollar el primer sistema no invasor para vigilar la glucosa del sudor de un paciente. “Estamos trabajando en un sistema que sea diferente. Vigilará biomarkers y tomar decisiones sobre el tipo de daño que una persona ha sufrido y entonces comenzar a tratar a esa persona por consiguiente,” dijo Wang.
“Desarrollar un interfaz efectivo entre los procesos fisiológicos complejos y los dispositivos implantables podría tener un impacto biomédico más amplio, el proporcionar autónomo, individual, asistencia médica “a pedido la”, que es la meta del nuevo campo del remedio personalizado,” dijo Wang.
Para alcanzar este nivel de destreza diagnóstica automatizada, los investigadores proyectan construir sobre “los descubrimientos de la lógica de la enzima” demostrados recientemente por Evgeny Katz, un Co-PI en la concesión y el profesor Presidido Kerker de Milton de Química y de Ciencia Biomolecular en la Universidad de Clarkson.
Katz y los colegas demostraron recientemente que las enzimas pueden no sólo medir biomarkers, pero también proporcionan a la lógica necesaria hacer un conjunto limitado de las diagnosis basadas en variables biológicas múltiples.
Una de los muchos retos ahora que hacen frente a Wang y de sus personas, sin embargo, debe conseguir el sistema de lógica de la enzima para trabajar seguro en detectar los electrodos que los seres humanos pueden desgastar. Hasta el momento, las operaciones de lógica de la enzima se han demostrado solamente en la solución.
De Biomarkers a 1s y 0s y Tratamiento
El Lactato, el oxígeno, la noradrenalina y la glucosa son ejemplos como las clases de biomarkers del daño que sirvan como señales de entrada de información biológicas para su sistema de lógica del prototipo. Los Electrodos que contienen una combinación de enzimas servirán como sensores y proporcionarán a la lógica necesaria convertir los biomarkers a los productos que se pueden entonces tomar por otra enzima en el electrodo para operaciones de lógica más futuras. Los electrodos también actuarán como transductores que produzcan cadenas de 1s y de 0s que activen los materiales elegantes que release/versión la medicación basada en planes predeterminados del tratamiento.
“Apenas queremos los y los ceros. El modelo de unos y de ceros revelará el tipo de daño y accionar automáticamente el tratamiento apropiado,” dijo Wang.
Por ejemplo, si un soldado herido incorporara un estado de la descarga eléctrica, las enzimas en el electrodo detectarían los niveles de levantamiento de los biomarkers lactan, glucosa y noradrenalina. A su vez, las concentraciones de productos generados por las enzimas un peróxido de hidrógeno cambio-más alto, una norepi-quinona más inferior, un NADH más alto y un NAD+ más inferior. Esto hará la estructura de lógica incorporada hacer salir la señal “1,0,1,0" que apunta para chocar y accionará una reacción predeterminada del tratamiento.
“Éste es biocomputing en la acción,” dijo Wang.
“Estamos apenas al principio de este proyecto. Durante los primeros dos años, nuestro enfoque primario estará en los sistemas del sensor. La lógica de Integración de la enzima sobre los electrodos que pueden leer entradas de información del biomarker del cuerpo será uno de nuestros primeros retos del comandante,” dijo Wang.
En el final del proyecto de cuatro años, los investigadores preveen tener un prototipo de funcionamiento que pueda detectar diversas combinaciones de los gracias de los biomarkers del daño a la lógica de la enzima. Al mismo tiempo, los investigadores también trabajarán en las membranas señal-responsivas que pueden release/versión las drogas, así como los sistemas eléctricos u optoelectrónicos que permiten que los sensores comuniquen con el sistema de envío de la droga.
“Esperamos realmente que nuestro sistema de la sentido-y-invitación de la enzima-lógica revolucione la supervisión y el tratamiento de soldados heridos y lleve a las mejoras espectaculares en su tasa de supervivencia,” dijimos Wang.