Et team av ingeniører og leger ved University of Minnesota har designet en unik 3D-printet lysfølende medisinsk enhet som kan hjelpe millioner av mennesker over hele verden med lupus og andre lysfølsomme sykdommer ved å gi tilgang til mer personlig tilpassede behandlinger og informasjon for å finne ut hva forårsaker symptomene deres. Enheten er plassert direkte på huden og gir tilbakemelding i sanntid for å korrelere lyseksponering med sykdomsoppbluss.
Ifølge Lupus Foundation of America har rundt 1,5 millioner amerikanere en form for lupus. Lysfølsomhet er vanlig hos personer med lupus, og mange opplever at sykdommen deres blir verre ved eksponering for sollys eller til og med kunstig lys innendørs. Symptomene på disse oppblussingene for pasienter med lupus inkluderer utslett, leddsmerter og tretthet.
Forskningen ble publisert i Avansert vitenskap. Forskerne har også arkivert patent på enheten, og teknologien er tilgjengelig for lisensiering.
“Jeg behandler mange pasienter med lupus eller relaterte sykdommer, og klinisk er det utfordrende å forutsi når pasientenes symptomer kommer til å blusse,” sa David Pearson, hudlege ved U of M Medical School og medforfatter av studere. “Vi vet at ultrafiolett lys og, i noen tilfeller, synlig lys, kan forårsake utbrudd av symptomer – både på huden deres, så vel som internt – men vi vet ikke alltid hvilke kombinasjoner av lysbølgelengder som bidrar til symptomene.”
Pearson hadde hørt om tilpasset 3D-utskrift av bærbare enheter utviklet av Michael McAlpine, en professor ved U of M College of Science and Engineering og studiemedforfatter, og kontaktet ham for å samarbeide om å finne en løsning.
McAlpines forskningsgruppe jobbet sammen med Pearson for å utvikle en første i sitt slag fullt 3D-printet enhet med en fleksibel UV-synlig lysdetektor som kunne plasseres på huden. Enheten er integrert med en spesialbygd bærbar konsoll for kontinuerlig å overvåke og korrelere lyseksponering til symptomer.
“Denne forskningen bygger på vårt tidligere arbeid der vi utviklet en fullstendig 3D-printet lysemitterende enhet, men denne gangen i stedet for å sende ut lys, mottar den lys,” sa McAlpine. “Lyset konverteres til elektriske signaler for å måle det, som i fremtiden kan korreleres med pasientens symptomer som blusser opp.”
Forskerteamet har fått godkjenning til å begynne å teste enheten på mennesker og vil snart begynne å registrere deltakere i studien.
McAlpine og Pearson sa at 3D-utskriftsprosessen er relativt rimelig og en dag kan gi enkel, rask tilgang til enheten uten de dyre produksjonsprosessene til tradisjonelle enheter.
“Det er ingen annen enhet som dette akkurat nå med dette potensialet for personalisering og så enkel fabrikasjon,” sa Pearson. “Drømmen ville være å ha en av disse 3D-printerne rett på kontoret mitt. Jeg kunne se en pasient og vurdere hvilke lysbølgelengder vi ønsker å evaluere. Da kunne jeg bare skrive det ut til pasienten og gi det til dem. Det kan være 100 prosent personlig tilpasset deres behov. Det er dit fremtidens medisin går.»
Forskningen ble finansiert av et U of M Grant-in-Aid of Research, Artistry and Scholarship-stipend og et stipend for akademisk investeringsforskning. Støtte ble også gitt av National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering ved National Institutes of Health. Deler av dette arbeidet ble utført i Minnesota Nano Center, som er støttet av National Science Foundation gjennom National Nano Coordinated Infrastructure Network (NNCI).
-30-
Om College of Science and Engineering
University of Minnesota College of Science and Engineering samler universitetets programmer innen ingeniørfag, fysiske vitenskaper, matematikk og informatikk til en høyskole. Høgskolen er rangert blant de beste akademiske programmene i landet og inkluderer 12 akademiske avdelinger som tilbyr et bredt spekter av gradsprogrammer på baccalaureate-, master- og doktorgradsnivå. Lær mer på cse.umn.edu.