Новый сенсор MERLIN: революция в уходе за ранами благодаря мониторингу оксида азота

Ученые создали технологию, способную объективно оценивать процесс заживления ран в режиме реального времени, уходя от субъективной визуальной диагностики.

Проблема диагностики

Традиционная оценка ран врачами основана на визуальном осмотре, что субъективно и неточно. Ключевую роль в заживлении играет оксид азота (NO) — биомаркер, вырабатываемый иммунными клетками во время воспаления и координирующий восстановление тканей. Однако измерить NO крайне затруднено: он распадается за секунды, присутствует в ничтожных концентрациях, а бактерии и компоненты раневой жидкости искажают показания большинства сенсоров.

Технология MERLIN

Группа исследователей под руководством Цахи Коэн-Карни (Tzahi Cohen-Karni), профессора биомедицинской инженерии и материаловедения, разработала мультиплексный электрохимический сенсорный массив для отслеживания воспаления (MERLIN). Устройство, похожее на глюкометр, решает ключевые проблемы:

• Скорость: Фиксирует NO практически мгновенно.

• Чувствительность: Обнаруживает следовые концентрации.

• Точность: Гибкие материалы и множество точек детекции создают «карту» уровня NO по всей ране, минимизируя влияние помех.

Исследование поддержано программой «Биоэлектроника для регенерации тканей» (Bioelectronics for Tissue Regeneration program).

Исследование и результаты

Тестирование на ранах кожи крыс, опубликованное в журнале «Science Advances», подтвердило эффективность MERLIN:

• Уровень NO достиг пика на 3-й день, что соответствует фазе воспаления при заживлении.

• Динамика NO совпала с данными предыдущих исследований, доказав точность сенсора.

• Учтены критические параметры: гибкость, миниатюрный размер и скорость работы.

Массив разработан совместно с учеными из Университета Карнеги-Меллон (Carnegie Mellon University), Университета Питтсбурга (University of Pittsburgh) и Лейк-Эри колледжа остеопатической медицины (Lake Erie College of Osteopathic Medicine).

Перспективы

Уже в следующем месяце стартуют клинические испытания на людях в Медицинском центре UPMC.

• Клиника: MERLIN поможет врачам объективно оценивать состояние раны по уровню NO, оптимизируя лечение.

• Дом: Технологию планируют интегрировать в пластырь для домашнего использования. «Пациент сможет применять его дома, а врач — удаленно отслеживать данные», — пояснил Цахи Коэн-Карни.

• Хронические раны: В планах — мониторинг NO дольше 7 дней для изучения его роли в предотвращении рубцевания и лечении хронических ран.

«MERLIN открывает путь не только к точной диагностике, но и к персонализированным терапевтическим стратегиям», — подчеркнул Коэн-Карни. Технология может стать основой нового поколения биоэлектронных платформ для восстановления тканей.

Литература:
Liyang Wang et al, Wound state monitoring by multiplexed, electrochemical, real-time, localized, inflammation-tracking nitric oxide sensor (MERLIN), Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adv2385