Roboter-Ziliensystem verbessert Diagnose von Atemwegserkrankungen durch präzise Messung von Schleimveränderungen

BerlinForscher unter der Leitung von Xiaoguang Dong haben ein innovatives Werkzeug entwickelt, um Atemwegserkrankungen effektiver zu überwachen: robotische sensorische Zilien. Diese künstlichen Zilien sind in der Lage, den Schleim in den menschlichen Atemwegen zu messen und liefern wertvolle Informationen über Infektionen, Verstopfungen und Krankheiten wie Mukoviszidose, Chronisch Obstruktive Lungenerkrankung und Lungenkrebs. Die in PNAS veröffentlichte Studie zeigt, dass dieses System kontinuierliche Echtzeitdaten über den Zustand der Atemwege liefern kann und damit einige der Einschränkungen aktueller Verfahren wie CT-Scans und Bronchienspiegelungen überwindet.

Die Gestaltung orientiert sich an der Funktionsweise natürlicher Flimmerhärchen im menschlichen Körper. Diese künstlichen Cilien nutzen magnetische Felder, um Bewegungen auszuführen und Veränderungen, wie die Dicke und Zähflüssigkeit des Schleims in den Atemwegen, zu messen.

Magnetische Betätigung dient der Steuerung eines künstlichen magnetischen Ziliums. Ein flexibler Dehnungsmessstreifen erfasst Änderungen in der Form der Zilien, um die Viskosität des Schleims zu messen. Kapazitätssensoren ermitteln die Dicke der Schleimschicht. Ein tragbares Magnetsystem ermöglicht eine Selbstkalibrierung und anpassbare Empfindlichkeit.

Das System wird sowohl an künstlichen als auch an echten Schafswindpfeifen getestet und zeigt vielversprechende Ergebnisse zur Früherkennung von Krankheiten. Die Informationen werden drahtlos an Smartphones oder Cloud-Plattformen übermittelt, wodurch eine Überwachung des Gesundheitszustands außerhalb von Krankenhäusern ermöglicht wird. Dies führt zu einer besseren Krankheitsbewältigung durch individualisierte Betreuung, rechtzeitige Behandlungen und verbesserte gesundheitliche Ergebnisse für die Patienten.

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Forschungsprojekt zur Verbesserung des Gesundheitswesens an der Vanderbilt University Medical Center

Das Team am Vanderbilt University Medical Center arbeitet mit Experten aus Maschinenbau, Medizin und Thoraxchirurgie zusammen, um ihre Forschung zu verbessern. Der Projektleiter Xiaoguang Dong erhielt den Trailblazer R21 Award von den NIH, was zeigt, dass ihre Arbeit von großer Bedeutung für das Gesundheitswesen sein könnte.

Diese Technologie hat bedeutende Auswirkungen. Durch die kontinuierliche Überprüfung von Biomarkern wie Schleimdicke und -konsistenz können Ärzte fundiertere Entscheidungen treffen und die Versorgung von Menschen mit schweren Lungenproblemen verbessern. Die Integration eines drahtlosen Überwachungssystems verdeutlicht den Trend, Gesundheitstechnologien zunehmend mit digitalen Werkzeugen zu verknüpfen, was ein wachsendes Feld im modernen Gesundheitswesen darstellt. Diese neue Entwicklung stellt einen großen Fortschritt im Management von Lungenerkrankungen dar und gibt Hoffnung auf bessere Behandlungen und Patientenüberwachung.

Titel: Fortschrittliche Lungenüberwachung: Digitale Innovationen für bessere Behandlungen