پایش هموگلوبین با چسب پوستی پوشیدنی

به گزارش سیناپرس همدان، تیمی از مهندسان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو یک پچ الکترونیکی ساخته اند که می تواند مولکول های زیستی را در بافت های عمیق از جمله هموگلوبین پایش کند. این به متخصصان پزشکی دسترسی بی‌سابقه‌ای به اطلاعات حیاتی می‌دهد که می‌تواند به شناسایی شرایط تهدیدکننده زندگی مانند تومورهای بدخیم، اختلال عملکرد اندام‌ها، خونریزی‌های مغزی یا روده و موارد دیگر کمک کند.

مقدار و محل هموگلوبین در بدن اطلاعات حیاتی در مورد پرفیوژن یا تجمع خون در مکان های خاص ارائه می دهد. شنگ زو، پروفسور مهندسی نانو در دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو و نویسنده مسئول این مطالعه، گفت: دستگاه ما پتانسیل بالایی در نظارت دقیق بر گروه‌های پرخطر نشان می‌دهد و مداخلات به موقع را در لحظات فوری ممکن می‌سازد.

مقاله یک پچ فوتوآکوستیک برای تصویربرداری سه بعدی از هموگلوبین و دمای مرکزی در Nature Communications منتشر شده است.

خونرسانی کم در داخل بدن ممکن است باعث اختلالات شدید ارگان ها شود و با طیف وسیعی از بیماری ها از جمله حملات قلبی و بیماری های عروقی اندام ها همراه است. در عین حال، تجمع غیرطبیعی خون در نواحی مانند مغز، شکم یا کیست ها می تواند نشان دهنده خونریزی مغزی یا احشایی یا تومورهای بدخیم باشد. نظارت مستمر می تواند به تشخیص این شرایط کمک کند و به تسهیل مداخلات به موقع و بالقوه نجات دهنده کمک کند. حسگر جدید بر برخی محدودیت‌های قابل توجه در روش‌های موجود نظارت بر مولکول‌های زیستی غلبه می‌کند. تصویربرداری رزونانس مغناطیسی   (MRI) و توموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس بر تجهیزات حجیمی تکیه دارند که تهیه آنها دشوار است و معمولاً فقط اطلاعاتی را در مورد وضعیت فوری مولکول ارائه می دهند که آنها را برای نظارت طولانی مدت مولکول های زیستی نامناسب می کند.

Xiangjun Chen، دانشجوی دکترای مهندسی نانو در گروه Xu و یکی از نویسندگان مطالعه، گفت: نظارت مستمر برای مداخلات به موقع برای جلوگیری از بدتر شدن سریع شرایط تهدید کننده حیات ضروری است. محدود به هموگلوبین، کاندیدهای خوبی برای برنامه های نظارت طولانی مدت پوشیدنی هستند. با این حال، فناوری‌های موجود تنها به توانایی تشخیص سطح پوست دست می‌یابند

پچ پوشیدنی جدید، انعطاف پذیر و با فرم پایین به راحتی به پوست می چسبد و امکان نظارت طولانی مدت غیرتهاجمی را فراهم می کند. می‌تواند نقشه‌برداری سه‌بعدی هموگلوبین را با وضوح فضایی زیر میلی‌متری در بافت‌های عمیق، تا سانتی‌متر زیر پوست، در مقابل سایر دستگاه‌های الکتروشیمیایی پوشیدنی که فقط مولکول‌های زیستی روی سطح پوست را حس می‌کنند، انجام دهد. می تواند به کنتراست بالایی با سایر بافت ها دست یابد. با توجه به انتخاب نوری آن، می تواند دامنه مولکول های قابل تشخیص را گسترش دهد، دیودهای لیزر مختلف با طول موج های مختلف را به همراه کاربردهای بالینی بالقوه خود یکپارچه کند.

این پچ مجهز به آرایه‌هایی از دیودهای لیزر و مبدل‌های پیزوالکتریک در ماتریس پلیمری سیلیکونی نرم است. دیودهای لیزر، لیزرهای پالسی را به بافت ها ساطع می کنند. بیومولکول‌های موجود در بافت، انرژی نوری را جذب می‌کنند و امواج صوتی را به محیط اطراف می‌تابانند.

Xiaoxiang Gao، محقق پسا دکترا در آزمایشگاه Xu و یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: مبدل های پیزوالکتریک امواج صوتی را دریافت می کنند که در یک سیستم الکتریکی پردازش می شوند تا نقشه فضایی بیومولکول های زیستی ساطع کننده امواج را بازسازی کنند.

Hongjie Hu، محقق پسا دکتری در گروه Xu و یکی از نویسندگان مطالعه، می گوید: با پالس های لیزر کم توان خود، همچنین بسیار ایمن تر از تکنیک های اشعه ایکس است که دارای تشعشعات یونیزان هستند.

بر اساس موفقیتی که تاکنون داشته است، این تیم قصد دارد این دستگاه را بیشتر توسعه دهد، از جمله کوچک کردن سیستم کنترل پشتیبان به دستگاهی با اندازه قابل حمل برای هدایت دیود لیزری و جمع‌آوری داده، که انعطاف‌پذیری و کاربرد بالقوه بالینی آن را تا حد زیادی گسترش دهد. آنها همچنین قصد دارند پتانسیل این پوشیدنی را برای نظارت بر دمای قسمت های مرکزی بررسی کنند. Xu گفت: از آنجایی که دامنه سیگنال فوتوآکوستیک با دما متناسب است، ما نظارت بر دمای هسته را در آزمایش‌های ex-vivo نشان داده‌ایم. با این حال، اعتبارسنجی نظارت بر دمای مرکزی بدن انسان نیاز به کالیبراسیون مداخله ای دارد.

آنها به کار با پزشکان برای پیگیری کاربردهای بالینی بالقوه بیشتر ادامه می دهند.

منبع :medicalxpress

مترجم: کیانوش کرمی