ابداع حسگر پوشیدنی با قابلیت رصد نشانه های التهاب در عرق بدن

به گزارش مهر به نقل از نیواطلس، به گفته محققان افراد دچار بیماری های 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 آسیب های جبران ناپذیر بافت بدن منجر شود. رصد سریع و ساده این نشانگر کلیدی با هدف درمان صورت می گیرد.

سنجش سطح پروتئین واکنش دهنده C یا (CRP) در خون به طور معمول به عنوان نشانگر التهاب استفاده می شود 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 کرده اند که به طور بی سیم و غیرتهاجمی با اندازه‌گیری CRP در عرق انسان، التهاب را رصد می کند.

محققان برای ساخت این حسگر چند چالش را برطرف می کردند. یکی از مهمترین آن ها ردیابی سخت CRP نسبت به مولکول های دیگر بود. غلظت این ماده در خون بسیار کمتر از نشانگرهای زیستی دیگر است و مولکول های آن بزرگتر هستند. این بدان معنا است که ترشح آنها از جریان خون به عرق سخت تر 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 می کنند. این منافذ حاوی آنتی بادی هایی هستندکه با CRP و مولکول های خاصی به نام ردوکس (با قابلیت تولید جریان برق اندک در شرایط خاص) پیوند برقرار می کنند.

نانوذرات طلا در ساختار حسگر به کار رفته اند که هرکدام از آن ها حامل یک مجموعه جداگانه از آنتی بادی های ردیاب CRP است. هنگامیکه مولکول های CRP از عرق کاربر وارد حسگر می شوند به ردیاب آنتی بادی و همچنین آنتی بادی های موجود در منافذ گرافن می چسبند. نانو ذراتی که به گرافن می چسبند با مولکول های ردوکس واکنش می‌دهند و یک جریان الکتریکی می سازند که به وسیله تجهیزات الکترونیکی متصل به حسگر خوانده می شود.

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 بهCOPD و شرکت کنندگانی آزمایش کردند که از کووید۱۹ بهبود یافته بودند. آن ها متوجه شدند استفاده از حسگرها برای کاربر راحت است و همچنین این ابزارها می توانند اطلاعات نشانگرزیستی التهاب را به شیوه ای غیر تهاجمی و بی سیم جمع آوری کنند. این داده ها روی یک اپ موبایل نشان داده می شود.

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