Peranti boleh pakai telah menjadi berleluasa dan semakin mendapat tempat. Peranti ini biasanya antara muka biomaterial dengan elektronik. Sesetengah peranti elektro-magnet boleh pakai bertindak sebagai penuai tenaga mekanikal untuk membekalkan tenaga. Pada masa, tiada "antara muka elektro-genetik langsung" tersedia. Oleh itu, peranti boleh pakai tidak boleh memprogram secara langsung terapi berasaskan gen. Penyelidik telah membangunkan antara muka elektro-genetik langsung pertama yang membolehkan ekspresi transgen dalam sel manusia. Dinamakan DART (teknologi peraturan tergerak arus DC), ia menggunakan bekalan DC untuk menjana spesies oksigen reaktif yang bertindak pada promoter sintetik untuk ekspresi. Dalam model tetikus diabetes jenis 1, peranti itu merangsang sel manusia yang direkayasa yang ditanam secara subkutan untuk mengeluarkan insulin yang memulihkan keadaan normal. darah tahap gula.
Peranti elektronik boleh pakai seperti jam tangan pintar, penjejak kecergasan, alat dengar VR, barang kemas pintar, cermin mata yang didayakan web, set kepala bluetooth dan banyak peranti berkaitan kesihatan adalah perkara biasa hari ini dan semakin mendapat tempat terutamanya dalam kesihatan. Biasanya bukan invasif, peranti berkaitan kesihatan antara muka biobahan (termasuk enzim) dengan elektronik dan digunakan untuk memantau mobiliti, tanda-tanda vital dan biomarker dalam biobendalir (peluh, air liur, cecair celahan dan air mata). Sesetengah peranti boleh pakai peranti elektro-magnet juga bertindak sebagai penuai tenaga mekanikal untuk membekalkan tenaga.
Bersambung peranti boleh pakai memainkan peranan penting dalam mengumpul data kesihatan individu yang boleh berguna dalam menyediakan penjagaan kesihatan peribadi termasuk terapi berasaskan gen. Taipkan diabetes 1 adalah satu keadaan sedemikian di mana peranti pemantauan boleh pakai boleh merangsang dan mengawal ekspresi insulin dalam sel manusia kejuruteraan yang diimplan secara sub-derma untuk membebaskan insulin dan memulihkan paras gula darah yang normal. Peranti memerlukan antara muka elektro-genetik untuk mengawal ekspresi gen. Tetapi disebabkan ketiadaan mana-mana antara muka komunikasi berfungsi, dunia elektronik dan genetik sebahagian besarnya kekal tidak serasi, dan boleh pakai masih belum dibangunkan untuk menyediakan terapi berasaskan gen.
Penyelidik di ETH Zurich, Basel, Switzerland baru-baru ini berjaya membangunkan antara muka sedemikian yang membolehkan peranti elektronik berkomunikasi dengan dunia genetik melalui penggunaan arus DC peringkat rendah. Dinamakan DART (teknologi peraturan tergerak arus terus), ini menjana tahap bukan toksik spesies oksigen reaktif untuk memperhalusi penggalak sintetik secara balik. Dalam model tetikus, aplikasinya berjaya merangsang sel manusia kejuruteraan yang ditanam di bawah kulit untuk membebaskan insulin dan memulihkan paras gula dalam darah.
Pada masa ini, DART kelihatan menjanjikan, tetapi ia telah melalui ujian klinikal yang ketat dan membuktikan kelayakannya dari segi keselamatan dan keberkesanan. Pada masa hadapan, peranti elektronik boleh pakai dengan DART mungkin berada dalam kedudukan untuk memprogramkan secara langsung campur tangan metabolik.
***
Rujukan:
- Kim J., et al., 2018. Bioelektronik Boleh Dipakai: Peranti Elektronik Dipakai Badan Berasaskan Enzim. Acc. Kimia. Res. 2018, 51, 11, 2820–2828. Tarikh Terbit: 6 November 2018. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00451
- Huang, J., Xue, S., Buchmann, P. et al. 2023. Antara muka elektrogenetik untuk memprogram ekspresi gen mamalia dengan arus terus. Metabolisme Alam Semulajadi. Diterbitkan: 31 Julai 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-023-00850-7
***
