طراحی حسگر پوشیدنی برای پایش لحظه‌ای دیابت از طریق عرق بدن

پژوهشگران ایرانی، حسگر هوشمندی ساخته‌اند كه می‌تواند نشانگر‌های زیستی دیابت را از طریق عرق بدن به‌صورت لحظه‌ای ردیابی كند.

1404/06/22
|
10:14
|

گروهی از پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ایران با همكاری دانشگاه های تورنتو و علوم پزشكی تهران، حسگر پوشیدنی تازه‌ای طراحی كرده‌اند كه با استفاده از عرق بدن، نشانگر‌های زیستی دیابت را به‌طور لحظه‌ای شناسایی می‌كند.

این سامانه نوآورانه با فناوری میكروفلوئیدیك و فلورسانس كار می‌كند، قادر است تركیبات استون و آمونیاك را با حساسیت بالا تشخیص دهد و داده‌ها را به‌صورت مستقیم به گوشی هوشمند منتقل كند.

چنین فناوری‌هایی می‌تواند پایش غیرتهاجمی، كم‌هزینه و در دسترس را برای بیماران در سراسر جهان به‌ویژه در مناطق محروم فراهم سازد.

دیابت یكی از چالش‌های مهم سلامت در جهان امروز است؛ بیماری‌ای خاموش كه میلیون‌ها نفر را درگیر كرده و كنترل دقیق آن می‌تواند از بروز عوارض جدی مانند بیماری‌های قلبی، كلیوی و بینایی جلوگیری كند.

در چنین شرایطی، توسعه ابزار‌های نوین و غیرتهاجمی برای پایش لحظه‌ای وضعیت بیماران اهمیت فراوانی دارد.

پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشگاه تورنتو و دانشگاه علوم پزشكی تهران در یك همكاری بین‌المللی موفق به طراحی و ساخت حسگر پوشیدنی عرق شدند كه قادر است تركیبات آلی فرار (VOC) موجود در عرق انسان را شناسایی و به‌طور خاص دو نشانگر زیستی مرتبط با دیابت، یعنی استون و آمونیاك، را ردیابی كند.

این دستاورد علمی می‌تواند نقطه عطفی در مسیر پایش غیرتهاجمی دیابت باشد. در حالی كه روش‌های رایج كنترل قند خون اغلب نیازمند نمونه‌گیری خون هستند و برای بسیاری از بیماران فرایندی ناخوشایند و تكراری به حساب می‌آیند، حسگر‌های پوشیدنی مبتنی بر عرق، با دقت بالا و بدون درد و خون‌گیری، راهكاری كاربرپسند ارائه می‌كنند.

این پژوهش دقیقاً در پاسخ به چنین نیازی شكل گرفت: توسعه سامانه‌ای پوشیدنی كه با استفاده از عرق بدن، به‌عنوان یك منبع زیستی ارزشمند، بتواند داده‌های آنی و دقیق در اختیار بیمار و پزشك قرار دهد.

حسگر طراحی‌شده یك دستگاه میكروفلوئیدیك دوكاناله است كه به‌طور هم‌زمان امكان نمونه‌گیری عرق و شناسایی تركیبات هدف را فراهم می‌آورد.

این سامانه از نقاط پلیمری كربنی (CPDs) و نقاط كربنی (CDs) ساخته‌شده از مونومر‌هایی مانند كاتكول، رزورسینول، اوره و اسید سیتریك بهره می‌گیرد.
این نقاط در هیدروژل‌های پایه ژلاتین و پلی‌وینیل الكل جای‌گذاری شده و در نهایت به‌صورت پوشش فلورسانس حالت جامد بر روی بستری از كاغذ سلولزی اعمال می‌شوند.

ویژگی برجسته این حسگر، دقت بالای آن در شناسایی استون و آمونیاك است. محدوده خطی تشخیص این دو تركیب به‌ترتیب 0٫05 تا 0٫15 قسمت در میلیون (ppm) و 0٫25 تا 0٫37 ppm گزارش شده و حد تشخیص آنها نیز به ترتیب 0٫01 و 0٫08 ppm است؛ اعدادی كه نشان از حساسیت چشمگیر دستگاه دارد.

برای افزایش عملكرد، پژوهشگران مجموعه‌ای از پارامتر‌های عملیاتی از جمله دما، حجم نمونه و زمان آزمون را بهینه‌سازی كردند. نتیجه این تلاش‌ها، سامانه‌ای است كه نه‌تنها حساس و دقیق است، بلكه سرعت پاسخ بالایی نیز دارد. علاوه بر این، انتخاب‌پذیری دستگاه به نحوی طراحی شده كه قادر است میان استون و آمونیاك با دیگر تركیبات مشابه موجود در عرق تمایز قائل شود؛ مسئله‌ای كه در افزایش دقت پایش بسیار كلیدی است.

یكی دیگر از ویژگی‌های مهم این سامانه، قابلیت اتصال مستقیم آن به تلفن‌های هوشمند است. داده‌های ثبت‌شده به‌صورت لحظه‌ای به گوشی منتقل می‌شوند و بیمار یا پزشك می‌تواند وضعیت را به‌طور مستمر دنبال كند. این قابلیت، مسیر را برای مدیریت شخصی و بهنگام بیماری دیابت هموار می‌كند.

این پژوهش تنها یك پیشرفت فناورانه نیست، بلكه پاسخی عملی به نیاز‌های بهداشت عمومی است. حسگر‌های پوشیدنی عرق، به‌ویژه در مناطق محروم و دورافتاده، می‌توانند امكان دسترسی به پایش مستمر و دقیق سلامت را فراهم كنند. این موضوع نه‌تنها هزینه‌های مراقبت درمانی را كاهش می‌دهد، بلكه می‌تواند به شناسایی زودهنگام مشكلات و بهبود كیفیت زندگی بیماران منجر شود.

دسترسی سریع