آیا ابزاری برای پیش‌بینی بیماری‌ها وجود دارد؟

به گزارش شفا آنلاین،به نقل از سپید امروزه خط تولید آنها متوقف شده و جایگزین آنها اتومبیل‌هایی است مجهز به سیستم‌های پیشرفته عیب‌یاب که خیلی زود نسبت به وجود عیب فنی هشدار داده و به ما این امکان را می‌دهند که پیش از خرابی کامل، اقدام به تعمیرآن کنیم.

       «چرا چنین تمهیدی را برای بدن انسان بکار نبریم؟» این سوالی است که گوران گوستاوسون مطرح می‌کند. مهندس گوستاوسون و تیم همکارش در شرکت سوئدی آکرو می‌کوشند چنین فکری را به واقعیت نزدیک کنند.

آنها به همراه ده‌ها تیم فنی- تحقیقاتی دیگر در سراسر جهان امیدوارند بتوانند شناساگرهای ظریفی ابداع کنند که پیش از آنکه بیماری وخیم شود، نسبت به وجود آن در بدن هشدار دهند. تیم گوستاوسون از کمک‌های علمی محققین دانشگاه لینکوپیگ بهره‌مند است و به کمک آنها تاکنون موفق شده‌ گستره‌ای ازحسگرهای ظریف بسازند.

 به‌عنوان نمونه، می‌توان ازحسگرهای بسیار نازکی که زیر یا روی پوست بدن کار گذاشته شده و سخت شدن سرخرگ ها را نشان می‌دهند، نام برد. هشداری که پیش‌آگهی سکته قلبی است یا ابزاری طراحی شده که وقوع حمله صرع را شناسایی کرده، میزان لازم دارو را مستقیما به قسمت‌های تحت تاثیر در مغز می‌رساند.

       نسل جدید این ابزار مستقیما در کنار بافت هدف خود قرار می‌گیرند، دقیقا مثل پیس‌میکر قلب.‍‍‍‍‍ اما چنین آمیزه‌ای آسان بدست نمی‌آید، خصوصا ازنظر مهندسی مواد که بایست مدارهای الکتریکی به حدی از ظرافت و انعطاف‌پذیری برسد که بتواند در مجاورت مستقیم بافت‌ها قرار گیرد. به گفته جان راجرز، متخصص مهندسی مواد در دانشگاه ایلینویز، بهبود معیارهای سلامتی هنگامی مطلوب است که همراه با کاهش هزینه‌ها باشد. حسگرهایی که در عمق بافت‌ها قرار می‌گیرند، در اصل نسل پیشرفته‌تر گوشی‌های هوشمند و ساعت‌های دیجیتال هستند.

حسگرهای مجاور پوستی
       نسل جدید این حسگرها که روی پوست قرار می‌گیرند، می‌تواند علایم حیاتی را مثل درجه حرارت، نبض و ضربان قلب اندازه‌گیری و ثبت کنند. البته راجرز بزرگترین ایراد این حسگرها را عدم قابلیت خم شدن و کشیده شدن آنها می‌داند. قطعات الکترونیکی بطور سنتی از سیلیکون ساخته می‌شوند که طبعا انتخاب مناسبی نمی‌توانند باشند. بنابراین تیم وی حسگر اپیدرمالی را طراحی کرده‌اند که انعطاف‌پذیر بوده و تجزیه‌پذیرند و به راحتی به‌ پوست بدن می‌چسبند، مثل برچسب خالکوبی.

       این برچسب‌ها حامل قطعه سیلیکونی الکترونیک است که به حدی نازک طراحی شده که قابلیت انعطاف‌پذیری دارند. این برچسب‌ها در سال جاری میلادی با نام «بیو استامپ» به بازار عرضه خواهند شد. انرژی این برچسب‌ها از میدان‌های مغناطیسی مجاور یا امواج رادیویی تامین می‌شود که موقتی بوده و می‌توانند فعالیت الکتریکی قلب، میزان کم‌آبی، حرارت بدن و اندازه تشعشع ماورای بنفشی را که بدن در معرض آن قرار دارد، اندازه‌گیری و ثبت نماید.

       نسخه پیشرفته‌تر این برچسب‌ها در دانشگاه توکیو ساخته شده که روی زانو یا آرنج جراحی شده قرار می‌گیرد و با اندازه‌گیری حرارت این مفاصل می‌تواند وجود عفونت را شناسایی کند. حسگرهایی که زیر پوست قرار می‌گیرند، می‌توانند اطلاعات شیمیایی (بیو مارکر) را از جریان خون بدست آورند، دقیقا معادل عملی که با نمونه‌گیری از خون و آزمایش آن انجام می‌شود.

 این گونه از حسگر بایستی عمر بیشتر و تطبیق‌پذیری بیولوژیک داشته باشند تا بتوانند از واکنش سیستم ایمنی بدن جلوگیری کنند. وجود این خصوصیات در کنار هم تضادآفرین است. برای شناسایی بیومارکرها باید مواد شیمیایی در حسگر وجود داشته باشد که ماهیتا تجزیه‌پذیر هستند و با هدف ما در تولید حسگر با عمر بالا در تضاد است. به‌عنوان نمونه، حسگرهایی که برای اندازه‌گیری و ثبت میزان گلوکز خون افراد دیابتی بکار می‌رود، از واکنش آنزیمی استفاده می‌کنند که منجر به تولید پراکسید هیدروژن می‌شود. ماده اخیر سبب تجزیه حسگر شده، تعویض آن را پس از دو الی سه هفته اجتناب‌ناپذیر می‌کند.

       برای رفع این ایراد ماده‌ای آزمایشگاهی ساخته شده که طول عمر بالاتری دارد و با یک ژل محلول در آب ترکیب و زیر پوست تزریق می‌شود، به نوعی شبیه به جوهر خالکوبی. این به اصطلاح جوهر متشکل است از نانولوله‌های کربنی که با رشته‌های پلیمری پوشش داده شده‌اند و ساختمانی شبیه قفل و کلید دارد. شناسایی بیومارکرها از طریق جفت شدن آنها با مولکول پلیمر است. اتصال بیومارکر با پلیمر خواص نوری آنرا تغییر می‌دهد و سبب درخشیدن آن می‌شود. درخشش این خالکوبی زیرپوستی نشانگر وجود بیومارکر در خون است.

       نوعی دیگر از این نانولوله‌ها برای شناسایی نیتریک‌اکسید خون به‌کار می‌رود. این ماده شیمیایی ناشی از وجود التهاب ناشی از عفونت یا بافت سرطانی است. همچنین توانایی شناسایی گلوکز و کورتیزول را دارد که میزان ترشح آن در مواقع سوانح فیزیکی یا روحی بالا می‌رود. حسگر نیتریک‌اکسید ۴۰۰ روز در موش دوام داشته و هیچگونه واکنش سیستم ایمنی را به‌دنبال نداشته است.

       درگامی بلندپروازانه، دانشمندان دانشگاه MIT این حسگرها را با پمپ تزریق دارو ادغام کرده‌اند، دارو بایست در کپسول‌های پلیمری جاسازی شود. این روش در سال ۲۰۱۲ روی ۸ زن مبتلا به پوکی استخوان اجرا شده و با نتیجه مثبت همراه بوده است.Nature