Een nieuw point-of-care rapid-sensing-apparaat kan binnen enkele minuten een belangrijke marker van oogletsel detecteren - een tijdsbestek dat cruciaal is voor de behandeling van oogtrauma.

Onderzoekers van de Universiteit van Illinois ontwikkelden een gel beladen met gouden nanodeeltjes die van kleur verandert wanneer het reageert met een traan die ascorbinezuur bevat. bevrijd van een wond aan het oog. In een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Biosensoren en bio-elektronica , de onderzoekers gebruikten de sensor, genaamd OjoGel, voor het meten van ascorbinezuurniveaus in kunstmatige tranen en in klinische vloeistofmonsters uit de ogen van patiënten.

"We verwachten een significante potentiële impact van deze biosensor voor het evalueren van het oog bij postoperatieve patiënten en bij traumapatiënten, " zei studieleider Dipanjan Pan, een professor in bio-engineering aan de Universiteit van Illinois en het Carle Illinois College of Medicine.

Pan's groep werkte samen met Dr. Leanne Labriola, een oogarts in het Carle Foundation Hospital in Urbana, OjoGel te ontwikkelen.

"OjoGel-technologie kan zorgen voor snellere identificatie van ernstig oogletsel, " zei Labriola. "Met een snelle point-of-care-apparaat zoals dit, iedereen op een afdeling spoedeisende hulp zou een test kunnen doen en binnen enkele minuten weten of de patiënt een dringende operatie nodig heeft om hun gezichtsvermogen te redden."

Uit eerder werk van de groep bleek dat de ascorbinezuurconcentratie in tranen een goede maatstaf is om de mate van oogletsel te bepalen. Ascorbinezuur, ook wel vitamine C genoemd, wordt in hoge concentraties aangetroffen in de vloeistof in het oog, waterige humor genoemd, maar heeft normaal gesproken een zeer lage concentratie in tranen.

"Diepe schade aan het hoornvlies door trauma of incisiechirurgie laat kamerwater vrij in de traanfilm, die de concentratie van ascorbinezuur in tranen verhoogt tot een meetbaar hoger niveau dan in normale ogen, " zei Pan, ook verbonden aan het Beckman Institute for Advanced Science and Technology in Illinois. "OjoGel biedt een unieke biosensing-techniek die een effectieve en eenvoudige methode biedt voor het testen van ascorbinezuur in een point-of-care-afgiftesysteem."

Een kleine traan is alles wat nodig is om een ​​kleurveranderingsreactie in de OjoGel te veroorzaken. De mate van kleurverandering correleert met de concentratie van ascorbinezuur in het traanmonster, verschuivend van lichtgeel naar donker roodbruin naarmate de concentratie toeneemt.

De onderzoekers deden uitgebreide tests om de concentraties te bepalen die bij elke graad van kleurverandering horen. Ze ontwikkelden een kleursleutel en richtlijnen voor het gebruik van een app voor mobiele telefoons, Pixelkiezer, om nauwkeurig de concentratie te meten die wordt aangegeven door een gereageerd gelmonster.

Volgende, de onderzoekers zijn van plan om door te gaan met het verfijnen van de OjoGel-technologie in de hoop een goedkope, eenvoudig te gebruiken klinisch apparaat. Ze zullen ook klinische onderzoeken uitvoeren om te bepalen of OjoGel-metingen op betrouwbare wijze oogbeschadiging kunnen evalueren.

"Naast het doorontwikkelen van de technologie, in het komende jaar zullen we eraan werken om zorgverleners te helpen begrijpen welke waarde dit nieuwe apparaat voor hun praktijk kan hebben in vergelijking met de huidige methoden die ze gebruiken voor evaluatie, ' zei Labriola.

De Nationale Wetenschapsstichting, de American Heart Association en het Carle Foundation Hospital ondersteunden dit werk. Postdoctoraal onderzoeker Santosh Misra, gastwetenschapper Ketan Dighe, afgestudeerde student Aaron Schwartz-Duval en zomerwetenschapper Zaixi Shang droegen ook bij aan het onderzoek.