ساخت حسگر پوشیدنی برای پایش غیرتهاجمی دیابت

به گزارش واحد علم و فناوری خبرگزاری صبح اقتصاد از ستاد توسعه فناوری نانو، این سامانه نوآورانه با فناوری میکروفلوئیدیک و فلورسانس کار می‌کند، قادر است ترکیبات استون و آمونیاک را با حساسیت بالا تشخیص دهد و داده‌ها را به‌صورت مستقیم به گوشی هوشمند منتقل کند. چنین فناوری‌هایی می‌تواند پایش غیرتهاجمی، کم‌هزینه و در دسترس را برای بیماران در سراسر جهان به‌ویژه در مناطق محروم فراهم سازد.

دیابت یکی از چالش‌های مهم سلامت در جهان امروز است؛ بیماری‌ای خاموش که میلیون‌ها نفر را درگیر کرده و کنترل دقیق آن می‌تواند از بروز عوارض جدی مانند بیماری‌های قلبی، کلیوی و بینایی جلوگیری کند. 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 پزشکی تهران در یک همکاری بین‌المللی موفق به طراحی و ساخت حسگر پوشیدنی عرق شدند که قادر است ترکیبات آلی فرار (VOC) موجود در عرق انسان را شناسایی و به‌طور خاص دو نشانگر زیستی مرتبط با دیابت، یعنی استون و آمونیاک، را ردیابی کند.

این دستاورد علمی می‌تواند نقطه عطفی در مسیر پایش غیرتهاجمی دیابت باشد. در حالی که روش‌های رایج کنترل قند خون اغلب نیازمند نمونه‌گیری خون هستند و برای بسیاری از بیماران فرایندی ناخوشایند و تکراری به حساب می‌آیند، حسگرهای پوشیدنی مبتنی بر عرق، با دقت بالا و بدون درد و خون‌گیری، راهکاری کاربرپسند ارائه می‌کنند.”حسگر پوشیدنی”

افزایش نرخ ابتلا به دیابت در جهان، به‌ویژه در کشورهای در حال توسعه و مناطق محروم، ضرورت توسعه ابزارهای کم‌هزینه و در دسترس را دوچندان کرده است. بسیاری از بیماران به‌دلیل هزینه‌ یا محدودیت دسترسی به تجهیزات پزشکی، امکان کنترل منظم قند خون را ندارند. از سوی دیگر، تکیه بر روش‌های تهاجمی می‌تواند مانعی در مسیر مدیریت مستمر بیماری باشد. این پژوهش دقیقاً در پاسخ به چنین نیازی شکل گرفت: توسعه سامانه‌ای پوشیدنی که با استفاده از عرق بدن، به‌عنوان یک منبع زیستی ارزشمند، بتواند داده‌های آنی و دقیق در اختیار بیمار و پزشک قرار دهد.

حسگر طراحی‌شده یک دستگاه میکروفلوئیدیک دوکاناله است که به‌طور هم‌زمان امکان نمونه‌گیری عرق و شناسایی ترکیبات هدف را فراهم می‌آورد. این سامانه از نقاط پلیمری کربنی (CPDs) و نقاط کربنی (CDs) ساخته‌شده از مونومرهایی مانند کاتکول، رزورسینول، اوره و اسید سیتریک بهره می‌گیرد. این نقاط در هیدروژل‌های پایه ژلاتین و پلی‌وینیل الکل جای‌گذاری شده و در نهایت به‌صورت پوشش فلورسانس حالت جامد بر روی بستری از کاغذ سلولزی اعمال می‌شوند.

ویژگی برجسته این حسگر، دقت بالای آن در شناسایی استون و آمونیاک است. محدوده خطی تشخیص این دو ترکیب به‌ترتیب ۰.۰۵ تا ۰.۱۵ قسمت در میلیون (ppm) و ۰.۲۵ تا ۰.۳۷ ppm گزارش شده و حد تشخیص آن‌ها نیز به ترتیب ۰.۰۱ و ۰.۰۸ ppm است؛ اعدادی که نشان از حساسیت چشمگیر دستگاه دارد.

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

یکی 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 پزشک می‌تواند وضعیت را به‌طور مستمر دنبال کند. این قابلیت، مسیر را برای مدیریت شخصی و بهنگام بیماری دیابت هموار می‌کند.

این پژوهش تنها یک پیشرفت فناورانه نیست، بلکه پاسخی عملی به نیازهای بهداشت عمومی است. حسگرهای پوشیدنی عرق، به‌ویژه در مناطق محروم و دورافتاده، می‌توانند امکان دسترسی به پایش مستمر و دقیق سلامت را فراهم کنند. این موضوع نه‌تنها هزینه‌های مراقبت درمانی را کاهش می‌دهد، بلکه می‌تواند به شناسایی زودهنگام مشکلات و بهبود کیفیت زندگی بیماران منجر شود.