Voor mensen die te maken hebben met spina bifida, verlamming en verschillende blaasaandoeningen kan het timen van een toiletpauze een uitdaging zijn. Om frequente stress te verlichten, hebben onderzoekers van de Northwestern University een reeks sensoren ontworpen die zich aan de buitenwand van de blaas hechten, waardoor deze in realtime een volle blaas kan detecteren. Met behulp van de ingebouwde Bluetooth-technologie verzendt het apparaat de gegevens vervolgens naar een smartphone-app, waardoor gebruikers hun lichaamsfuncties kunnen controleren met veel minder ongemak en giswerk.
De nieuwe tool, gedetailleerd beschreven in een studie die vandaag is gepubliceerd in Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschappen (PNAS), is niet alleen bedoeld om incontinentieproblemen te voorkomen. Het gebrek aan vermogen om een volle blaas te voelen gaat veel verder dan de voor de hand liggende ongemakken: voor miljoenen Amerikanen die te maken hebben met blaasdisfunctie, kan het niet weten wanneer ze naar het toilet moeten gaan extra orgaanschade veroorzaken, zoals regelmatige infecties en nierbeschadiging. Om deze problemen te bestrijden weerspiegelt een nieuw medisch apparaat de elasticiteit van de blaas.
[Related: This drug-delivery soft robot may help solve medical implants’ scar tissue problem.]
“De belangrijkste vooruitgang hier is de ontwikkeling van superzachte, ultradunne, rekbare rekstrookjes die zich voorzichtig rond het buitenoppervlak van de blaas kunnen wikkelen, zonder enige mechanische beperking op te leggen aan het natuurlijke vul- en ledigingsgedrag”, zegt John Rogers. co-leider en hoogleraar materiaalkunde en biomedische techniek aan de Northwestern University, aldus het persbericht.
Terwijl de blaas zich vult met urine, rekt de uitzetting het sensormateriaal uit, dat op zijn beurt gegevens draadloos naar de smartphone-app van de patiënt verzendt. Dit werkt ook als het orgaan samentrekt na het plassen, waardoor gebruikers realtime gegevens krijgen tijdens de eb en vloed van de dag. Bij laboratoriumtests op kleine dieren kon het batterijloze apparaat de blaas gedurende 30 dagen nauwkeurig volgen, terwijl het implantaat bij niet-menselijke primaten maar liefst 8 weken duurde.
“Afhankelijk van de gebruikssituatie kunnen we de technologie zo ontwerpen dat deze permanent in het lichaam blijft of onschadelijk oplost nadat de patiënt volledig is hersteld”, zei regeneratief ingenieur en mede-onderzoeksleider Guillermo Ameer maandag.
De onderzoekers zijn van mening dat hun apparaat de behoefte aan ongemakkelijke, infectiegevoelige katheters zou kunnen verminderen en het gebruik van meer invasieve, in ziekenhuizen gebaseerde blaasmonitoringprocedures zou kunnen beperken. Maar waarom zou je daar stoppen?
Het team test ook een afzonderlijke, biologisch afbreekbare ‘pleister’ met behulp van de eigen stamcellen van de patiënt. Het nieuwe materiaal, dat pro-regeneratieve scaffolding (PRS) wordt genoemd, zet ook uit en trekt samen met blaasbewegingen, waardoor tegelijkertijd de groei van nieuwe orgaancellen wordt gestimuleerd. Het nieuwe weefsel blijft op zijn plaats terwijl de pleister oplost, waardoor snellere en efficiëntere genezingsopties mogelijk zijn. De onderzoekers hopen op een dag hun PRS-werk te combineren met hun draadloze volgsensoren.
“Dit werk brengt ons dichter bij de realiteit van slimme regeneratieve systemen, implanteerbare pro-regeneratieve apparaten die in staat zijn hun micro-omgeving te onderzoeken, deze bevindingen draadloos buiten het lichaam te rapporteren… en on-demand of geprogrammeerde reacties mogelijk te maken om van koers te veranderen en te verbeteren apparaatprestaties.” of veiligheid,” zei Ameer.
Voor een nog betere functionaliteit denkt het team dat hun sensoren uiteindelijk aanvullende technologie kunnen bevatten om het plassen op verzoek te stimuleren met behulp van een smartphone-app. Alles bij elkaar zou dit trio van medische vooruitgang op een dag veel minder invasieve, comfortabele en effectieve therapie kunnen bieden voor patiënten die met blaasproblemen kampen.