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一個(gè)微小的傳感器比指尖還要小，但它們有可能改變檢測(cè)腎移植排斥跡象的游戲規(guī)則。美國(guó)西北大學(xué)的科學(xué)家們?cè)谛∈笊砩显囼?yàn)成功地制造出了一種設(shè)備，它能比目前的監(jiān)測(cè)方法提前三周檢測(cè)到腎臟排斥的警告信號(hào)。

(資料圖片僅供參考)

器官移植后數(shù)年，人體仍有可能發(fā)生排斥反應(yīng)，因此，盡可能為病人和臨床醫(yī)生爭(zhēng)取更多的干預(yù)時(shí)間，是恢復(fù)體內(nèi)平衡與重新開(kāi)始漫長(zhǎng)而艱辛的移植過(guò)程之間的差別所在--如果這還能成為一種選擇的話。雖然尋找更好的供腎來(lái)源的競(jìng)賽正在進(jìn)行，但這是一個(gè)緩慢的過(guò)程。在美國(guó)，目前等待新腎臟的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)三到五年。

因此，能夠持續(xù)監(jiān)測(cè)珍貴的新腎臟的健康狀況自然會(huì)改變患者的生活。

這種新型監(jiān)測(cè)裝置僅 0.3 厘米 x 0.7 厘米，厚 220 微米，設(shè)計(jì)安裝在腎臟上，位于其纖維腎囊層之下，腎囊層環(huán)繞并保護(hù)著腎臟器官。這種柔軟的植入物能檢測(cè)到與炎癥和其他早期排斥反應(yīng)有關(guān)的溫度變化。如果檢測(cè)到變化，警報(bào)就會(huì)以無(wú)線方式發(fā)送到附近的智能手機(jī)或平板電腦上。

由于排斥反應(yīng)往往是在悄無(wú)聲息中開(kāi)始的，因此這種裝置可以幫助病人在沒(méi)有明顯癥狀的情況下警惕關(guān)鍵的變化。因此，對(duì)于那些生命系于移植成功與否的人來(lái)說(shuō)，它能讓他們感到安心。

這項(xiàng)研究的臨床負(fù)責(zé)人、西北醫(yī)學(xué)中心移植腎科醫(yī)生洛倫佐-加?。↙orenzo Gallon）博士說(shuō)："我注意到，我的許多病人總是感到焦慮--不知道自己的身體是否會(huì)排斥移植器官。他們可能已經(jīng)為移植等待了數(shù)年，然后終于從親人或已故捐贈(zèng)者那里接受了移植。然后，他們的余生都在擔(dān)心器官的健康。我們的新設(shè)備可以提供一些保護(hù)，持續(xù)監(jiān)測(cè)可以讓他們放心。"

在美國(guó)，有超過(guò) 25 萬(wàn)人的腎臟不是與生俱來(lái)的，移植手術(shù)本身只是整個(gè)過(guò)程中重要但微小的一部分。目前，器官的健康狀況是通過(guò)跟蹤肌酐和血尿素氮水平的血液檢測(cè)來(lái)監(jiān)測(cè)的，但這些檢測(cè)結(jié)果可能會(huì)因一些無(wú)關(guān)的原因而波動(dòng)，并導(dǎo)致假陰性和假陽(yáng)性?；罱M織檢查需要插入長(zhǎng)長(zhǎng)的探針從器官中提取組織，是一種侵入性檢查，出血、感染、疼痛和損傷附近組織的風(fēng)險(xiǎn)較高。

"周轉(zhuǎn)時(shí)間可能相當(dāng)長(zhǎng)，而且監(jiān)測(cè)頻率有限，需要進(jìn)行異地分析，"加隆說(shuō)。"可能需要四五天才能得到結(jié)果。而這四、五天對(duì)于及時(shí)做出治療病人的決定至關(guān)重要。"

西北大學(xué)的研究人員在尋找一種替代方法時(shí)，將溫度作為初期移植排斥反應(yīng)的關(guān)鍵生物標(biāo)志物。體溫升高通常伴隨著炎癥，科學(xué)家們?cè)趧?dòng)物模型中也看到了這一點(diǎn)。高達(dá)0.6 °C（1.08 °F）的溫度躍升是準(zhǔn)確的紅旗，警告著即將發(fā)生的器官排斥事件。

"器官溫度在正常情況下以每天為周期波動(dòng)，"第一作者、西北大學(xué)研究生蘇拉比-馬德瓦帕西（Surabhi Madhvapathy）說(shuō)。"我們觀察到，在移植排斥病例中，溫度會(huì)在8小時(shí)和12小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)頻率較高的異常變化。"

該設(shè)備有一個(gè)高靈敏度的溫度計(jì)，可以檢測(cè)到腎臟局部微小的溫度變化。它還可以測(cè)量血流量（但事實(shí)證明，溫度作為預(yù)警系統(tǒng)更為有效）。

軟傳感器與器官旁邊的小型電子設(shè)備相連；紐扣電池為設(shè)備供電，藍(lán)牙功能將數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁浇耐獠恐悄茉O(shè)備。

"所有電子元件都包裹在柔軟的生物相容性塑料中，對(duì)腎臟嬌嫩的組織溫和而有彈性，"Madhvapathy 說(shuō)。"整個(gè)系統(tǒng)比四分之一硬幣還小，手術(shù)插入過(guò)程快速簡(jiǎn)便。"

電子系統(tǒng)配有紐扣電池和藍(lán)牙 圖/西北大學(xué)

將它放置在腎囊下方的器官上，無(wú)論身體如何活動(dòng)，它都能保持在原位。

羅杰斯說(shuō)："腎囊能使設(shè)備與下層腎臟保持良好的熱接觸。人體是運(yùn)動(dòng)的，因此需要處理大量的運(yùn)動(dòng)。甚至腎臟本身也會(huì)移動(dòng)。而且腎臟是軟組織，沒(méi)有良好的縫合錨點(diǎn)。這些都是令人生畏的工程挑戰(zhàn)，但這個(gè)裝置是一個(gè)溫和、無(wú)縫的接口，避免了損傷器官的風(fēng)險(xiǎn)。"

雖然這項(xiàng)首創(chuàng)技術(shù)還需要更大規(guī)模的研究和人體試驗(yàn)，但科學(xué)家們已經(jīng)在著手改進(jìn)設(shè)計(jì)，以便為紐扣電池充電，從而使該裝置可以終身使用。研究人員還認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)有可能用于監(jiān)測(cè)其他移植器官。

參與該項(xiàng)目的科學(xué)家之一華金-布里瓦博士（Dr. Joaquin Brieva）于2022年9月接受了腎移植手術(shù)，他非常清楚這種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)患者生活質(zhì)量的影響。

布里瓦說(shuō)："移植后兩天內(nèi)，我的腎功能就恢復(fù)正常了。但會(huì)擔(dān)心腎臟排斥的可能性。這就是為什么要使用這些強(qiáng)效抗排斥藥物和類固醇。腎臟移植就像在走鋼絲，擔(dān)心感染、藥物并發(fā)癥、各種副作用和腎臟排斥反應(yīng)?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整藥物來(lái)緩解部分擔(dān)憂，但腎臟排斥反應(yīng)仍然普遍存在，畢竟移植的腎臟非常珍貴。"

他說(shuō)："有了這個(gè)設(shè)備，我就放心了。它可以捕捉到腎移植中的任何突然變化，并檢測(cè)出急性排斥反應(yīng)，而急性排斥反應(yīng)目前沒(méi)有任何警告信號(hào)。"

這項(xiàng)研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。請(qǐng)觀看下面的視頻，了解該裝置的設(shè)計(jì)原理。