ابداع حسگر پوشیدنی با قابلیت رصد نشانه‌های التهاب بدن

محققان یک حسگر پوشیدنی غیرتهاجمی ابداع کرده‌اند که نشانگرهای التهاب در عرق بدن را رصد می‌کند.

به گزارش آی‌مدتودی به نقل از نیواطلس، به گفته محققان افراد دچار بیماری‌های مزمن التهابی می‌توانند این دستگاه را در خانه استفاده کنند.

التهاب با طیفی از اختلالات ذهنی و بدنی از جمله ۳ عامل مرگ و میر در جهان یعنی بیماری ایسکمیک قلب، سکته مغزی (stroke) و بیماری مزمن انسدادی ریه (COPD) مرتبط است.

واکنش التهابی روش طبیعی بدن انسان برای مقابله با عفونت و تسریع فرایند درآمد است، اما التهاب مزمن یا طولانی مدت امکان دارد به آسیب‌های جبران ناپذیر بافت بدن منجر شود. رصد سریع و ساده این نشانگر کلیدی با هدف درمان صورت می‌گیرد.

سنجش سطح پروتئین واکنش دهنده C یا (CRP) در خون به طور معمول به عنوان نشانگر التهاب استفاده می‌شود ولی نیازمند تجهیزات آزمایشی پیچیده و پرسنل کارآزموده است تا نمونه خون را تحلیل کنند.

اکنون محققان انستیتو فناوری کالیفرنیا (کل تک) یک حسگر پوشیدنی جدید به نام «InflaStat» ابداع کرده‌اند که به طور بی‌سیم و غیرتهاجمی با اندازه‌گیری CRP در عرق انسان، التهاب را رصد می‌کند.

محققان برای ساخت این حسگر چند چالش را برطرف می‌کردند. یکی از مهمترین آن‌ها ردیابی سخت CRP نسبت به مولکول‌های دیگر بود. غلظت این ماده در خون بسیار کمتر از نشانگرهای زیستی دیگر است و مولکول‌های آن بزرگتر هستند. این بدان معنا است که ترشح آن‌ها از جریان خون به عرق سخت‌تر است.

حسگر نوین از یک قطعه گرافن ساخته شده که با لیزر روی آن حکاکی شده و حاوی منافذ ریزی است که یک سطح بزرگتر فراهم می‌کنند. این منافذ حاوی آنتی بادی‌هایی هستند که با CRP و مولکول‌های خاصی به نام ردوکس (با قابلیت تولید جریان برق اندک در شرایط خاص) پیوند برقرار می‌کنند.

نانوذرات طلا در ساختار حسگر به کار رفته‌اند که هرکدام از آن‌ها حامل یک مجموعه جداگانه از آنتی بادی‌های ردیاب CRP است. هنگامیکه مولکول‌های CRP از عرق کاربر وارد حسگر می‌شوند به ردیاب آنتی بادی و همچنین آنتی بادی‌های موجود در منافذ گرافن می‌چسبند. نانو ذراتی که به گرافن می‌چسبند با مولکول‌های ردوکس واکنش می‌دهند و یک جریان الکتریکی می‌سازند که به وسیله تجهیزات الکترونیکی متصل به حسگر خوانده می‌شود.

از آن جا که هر نانو ذره طلا حاوی تعداد زیادی آنتی بادی ردیاب است، سیگنال مورد نظر که بسیار کوچک است، بسیار قدترمندتر از سیگنال یک مولکول جداگانهCRP خواهد بود.

محققان این حسگر را روی افراد سالم، بیماران مبتلا به COPD و شرکت کنندگانی آزمایش کردند که از کووید۱۹ بهبود یافته بودند. آن‌ها متوجه شدند استفاده از حسگرها برای کاربر راحت است و همچنین این ابزارها می‌توانند اطلاعات نشانگرزیستی التهاب را به شیوه‌ای غیر تهاجمی و بی‌سیم جمع‌آوری کنند. این داده‌ها روی یک اپ موبایل نشان داده می‌شود.

تحقیق مذکور در ژورنال «نیچر بیو مدیکال انجینرینگ» منتشر شده است.