Доктор Хо Сан Чжон и его исследовательская команда из Отдела передовых био- и медицинских материалов Корейского института материаловедения (KIMS), в сотрудничестве с больницей Сеульской Святой Марии, разработали технологию, позволяющую диагностировать остеоартрит и ревматоидный артрит всего за 10 минут с использованием синовиальной жидкости. Это первая подобная разработка в Южной Корее, пишет EurekAlert.
Согласно данным некоторых исследований, более 50% людей старше 65 лет страдают от симптомов остеоартрита, а ревматоидный артрит — это тяжелое хроническое заболевание, которое затрагивает около 1% населения на протяжении жизни. Несмотря на схожесть симптомов, эти два заболевания имеют разные причины и требуют разного лечения, что делает их точную дифференциацию на ранней стадии крайне важной. До настоящего времени диагностика основывалась на рентгене, МРТ и анализах крови — методах, которые являются дорогостоящими, длительными и не всегда точными.
Учитывая, что суставы человека содержат синовиальную жидкость, исследователи сосредоточились на различиях в составе метаболитов — побочных продуктов химических процессов в организме — содержащихся в этой жидкости. Они разработали технологию, позволяющую различать остеоартрит и ревматоидный артрит за 10 минут, а также определять степень тяжести ревматоидного артрита.
В основе разработки лежит технология усиленного рамановского рассеяния (SERS), при которой оптические сигналы молекул усиливаются в миллионы раз. Это позволяет выявлять следовые количества молекул в синовиальной жидкости. Благодаря сочетанию ИИ-анализа и математических алгоритмов, технология обнаруживает вещества, вызывающие артрит. Также ученые разработали сенсор на основе наноструктур в форме морского ежа, размещенных на впитывающей бумаге, что позволяет проводить быстрый и простой анализ биологических жидкостей.
В рамках сотрудничества с больницей Сеульской Святой Марии была проведена серия тестов с участием 120 пациентов. Результаты показали, что точность диагностики и различения остеоартрита и ревматоидного артрита превысила 94%, а определение степени тяжести ревматоидного артрита достигло точности более 95%. Это доказывает, что технология не только значительно сокращает время и стоимость диагностики, но и обеспечивает высокую достоверность.
«Если эта технология будет коммерциализирована, она поможет не только в диагностике, но и в мониторинге прогресса лечения», — отметил доктор Хо Сан Чжон. Он также добавил, что команда намерена расширить исследования и на другие заболевания.
Проект был поддержан Программой развития биомедицинских технологий и Глобальной программой для молодых исследователей Национального фонда исследований Кореи (NRF), а также Программой развития технологий материалов и компонентов Министерства торговли, промышленности и энергетики (MOTIE). Результаты исследования были опубликованы 30 марта и войдут в апрельский номер 2025 года международного научного журнала Small (импакт-фактор 13), одного из ведущих изданий в области наноматериалов.