急診室醫(yī)生通常只有幾分鐘的時間來確定哪些患者需要輸血。
但目前醫(yī)生沒有直接的辦法來評估血液中對健康而言最關(guān)鍵成分之一:血小板。這種微小的血細胞能夠在受傷后的凝血過程中起到巨大作用。
據(jù)麥姆斯咨詢報道,來自華盛頓大學(University of Washington)的研究人員開發(fā)出一款能夠在兩分鐘內(nèi)測量血小板功能的新型系統(tǒng),以幫助醫(yī)生確定哪些創(chuàng)傷患者在送入醫(yī)院時可能需要輸血。該團隊的研究成果被發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊上。
華盛頓大學機械工程系副教授、本論文合作通訊作者Nathan Sniadecki表示,“我們的系統(tǒng)只需要微量血液來實時觀察血小板的健康狀況。我們發(fā)現(xiàn)與現(xiàn)有方法相比,血小板功能能夠更好地衡量血小板健康狀況,以及創(chuàng)傷患者是否需要輸血。”
血小板是對血管造成任何傷害的第一反應者。
Sniadecki補充道,“它們就像是一種即時補丁,它們被激活并粘附在傷口上,然后迅速改變其形狀以延伸到更多傷口表面或其他血小板。然后它們又回復形狀變得緊實以增加血液凝塊的力量。”
經(jīng)歷過創(chuàng)傷的患者,血小板可能會失去其功能,包括變得不能施加止血所需的力量。
華盛頓大學醫(yī)學院急診醫(yī)學系副教授、本論文合作通訊作者Nathan White表示,“當創(chuàng)傷患者進入急診室時,我們會使用各種方法來評估他們的出血風險,但是這些測試都無法明確告知我們血小板的強度。”
White、Sniadecki和他們的團隊設(shè)計了一款能夠?qū)崟r測量血小板強度的微流控裝置。首先,研究人員將血液樣本注入該裝置。當血液流過該裝置,細胞會遇到障礙,即從裝置底部突出的小塊和柱子。它們可以激活血小板。當它們流過小塊時,會受到一股巨大的力,然后小塊和柱子的表面會被涂覆激活血小板的分子。
主導這項研究的華盛頓大學機械工程系研究生、本論文主要作者Lucas Ting指出,“塊狀和柱狀結(jié)構(gòu)就像一個微型傷口表面,血小板附在塊和柱子之間,然后它們開始如滾雪球般迅速增大。它們聚合形成一個微型塞子,然后開始收縮并將柱子拉向小塊。根據(jù)柱子的移動距離,我們得以確定血小板的功能狀況?!?/p>
Sniadecki的實驗室在測量細胞力之前已經(jīng)將柱結(jié)構(gòu)應用于微流控裝置,但是這是第一次將塊結(jié)構(gòu)也增加到微流控裝置中去。如果沒有這些小塊,血小板就不會粘到柱子上去。
Ting補充道,“當血小板圍繞在小塊邊緣時,他們被迫迅速改變方向并激活血小板?!?/p>
為了測試該裝置,研究人員從港景醫(yī)療中心(Harborview Medical Center)招募到一些實驗參與者。在提供了同意書后,93名創(chuàng)傷患者與10名健康參與者在中心進行了血液采樣。
結(jié)果顯示健康參與者的血液與創(chuàng)傷患者的血液之間存在顯著差異。與健康參與者的血小板相比,創(chuàng)傷患者的血小板強度減弱了。所有創(chuàng)傷患者中,有17名患者需要在進醫(yī)院24小時內(nèi)進行輸血,與未接受輸血的創(chuàng)傷患者相比,這些患者的血小板強度是最低的。
有些創(chuàng)傷患者的血小板較少,因此急診室現(xiàn)有檢測之一是計算血小板的數(shù)量。但是當研究人員研究這些項目的血小板計數(shù)時,所有血液樣本,包括來自健康參與者的血樣,都擁有相當數(shù)量的血小板。
White表示,“除了知道血液中有多少血小板,了解其實際功能也很重要。哪位患者需要輸血并非總是顯而易見,擁有這樣的裝置能夠幫助我們快速做出決定?!?/p>
目前,該團隊正在努力使該裝置變得對用戶更加友好。
Stasys醫(yī)藥公司(該公司在這項研究中脫穎而出)的研發(fā)總監(jiān)Ting表示,“它還只是一個原型,對其進行操作和數(shù)據(jù)獲取也需要經(jīng)過一些訓練。我們的目標是使其具有用戶友好性,可以與血糖檢測儀相媲美,人們只需要將血樣放在試紙條上并將其放入閱讀器。然后閱讀器就會得出實時數(shù)據(jù)?!?/p>
該團隊也希望該裝置可用于測量血小板在其他醫(yī)學領(lǐng)域的強度,如測量血液稀釋性藥物,如阿司匹林或氯吡格雷(Plavix)對不同患者的影響,或是幫助神經(jīng)科醫(yī)生監(jiān)測患者在手術(shù)期間的出血并發(fā)癥。
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微流控
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原文標題:急診室醫(yī)生的得力助手:幫助評估血小板健康狀況的新型微流控裝置
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