تاریخ انتشار : ۱۴۰۰/۰۷/۲۴ ساعت ۱۱:۵۱
کد مطلب : ۲۹۹۴۹۳
نظارت بر قند خون بدون نیاز به سوزن
گروه علمی: افراد مبتلا به دیابت برای نظارت بر سطح گلوکز (قند) خونشان باید نمونه خون بدهند یا حسگرهایی زیر پوستشان قرار دهند که هر دوی این روش‌ها دردناک است. اما اکنون دانشمندان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا دستگاهی پوشیدنی برای اندازه‌گیری قند خون ساخته‌اند که غیرتهاجمی و ارزان قیمت است.به گزارش ایسنا، این حسگر پوشیدنی جدید می‌تواند سطوح قند خون را در عرق تشخیص دهد.
دانشمندان ابتدا این دستگاه را با ماده‌ای به نام شبکه لیزر القایی (LIG) ساختند. "شبکه لیزر القایی" ماده‌ای متشکل از لایه‌های کربن با ضخامت اتمی است که در اشکال مختلف قرار گرفته‌اند. این ماده رسانایی بالایی دارد و ساخت آن سریع است. بنابراین به نظر می‌رسید این ماده برای ساخت چنین حسگری مناسب باشد اما یک مشکل وجود داشت.
"هانیو چنگ" (Huanyu Cheng)، از دپارتمان علوم مهندسی و مکانیک دانشگاه پنسیلوانیا می‌گوید: چالش ما این بود که شبکه لیزر القایی اصلا نسبت به گلوکز حساس نیست بنابراین ما باید ماده‌ای حساس به گلوکز را روی آن قرار می‌دادیم.دانشمندان از نیکل به عنوان ماده‌ای حساس به گلوکز استفاده کردند. آن‌ها نیکل را با طلا ترکیب کردند تا خطر احتمالی بروز واکنش آلرژیک را کاهش دهند. دانشمندان خاطرنشان کردند: شبکه لیزر القایی با آلیاژ نیکل-طلا قادر به تشخیص مقادیر کم گلوکز در عرق روی سطح پوست بود. این آلیاژ به دانشمندان امکان حذف آنزیم‌هایی را داد که در سایر دستگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این آنزیم‌ها با گذشت زمان و با تغییر دما تجزیه می‌شوند.
"چنگ" می‌گوید: داشتن ماده‌ای با حساسیت بالا به گلوکز اولویت ما بود. عرق مقادیر کمی گلوکز نسبت به خون در خود دارد با این حال همچنان ارتباط قوی بین گلوکز موجود در عرق و خون وجود دارد. اگرچه غلظت گلوکز در عرق صد برابر کمتر از خون است اما این دستگاه به اندازه‌ی کافی حساس به گلوکز است و می‌تواند با دقت سطح قند در عرق را اندازه‌گیری کرده و غلظت آن در خون را نمایان کند.
دانشمندان همچنین محفظه میکروسیالی به این شبکه لیزر القایی متصل کردند. این محفظه امکان انجام حرکاتی کششی را فراهم می‌کند و عرق را به محلولی منتقل می‌کند که در آن مولکول‌های گلوکز و محلول، ترکیباتی ایجاد می‌کنند که با آلیاژ واکنش می‌دهد. این واکنش‌ها باعث ایجاد سیگنال‌های الکتریکی و مشخص شدن غلظت گلوکز در عرق می‌شوند.
در طول آزمایش، دانشمندان از چسبی سازگار با پوست استفاده کردند تا این دستگاه چندبار مصرف را به بازوی یک داوطلب، یک و سه ساعت پس از صرف غذا بچسبانند. از این فرد خواسته شد تا برای ایجاد عرق، به فعالیت‌های بدنی بپردازد. پس از گذشت دقایقی از نمونه‌برداری محققان متوجه کاهش قند خون در طول اندازه‌گیری اول تا دوم شدند. داده‌های این دستگاه توسط دستگاه‌های موجود در بازار مورد ارزیابی قرار گرفته و تایید شد.
اکنون دانشمندان به دنبال بهبود این دستگاه هستند و می‌خواهند این فناوری را برای نظارت بر سایر نشانگرهای زیستی بدن گسترش دهند."چنگ" می‌گوید: ما می‌خواهیم با پزشکان و سایر کادر درمان کار کنیم تا ببینیم چگونه می‌توان این فناوری را برای نظارت روزانه بر بیماران مورد استفاده قرار داد. این حسگر گلوکز مثالی است که نشان می‌دهد ما می‌توانیم روش‌های تشخیص نشانگرهای زیستی در عرق با غلظت کم را بهبود بخشیم.
"هانیو چنگ" (Huanyu Cheng)، از دپارتمان علوم مهندسی و مکانیک دانشگاه پنسیلوانیا می‌گوید: چالش ما این بود که شبکه لیزر القایی اصلا نسبت به گلوکز حساس نیست بنابراین ما باید ماده‌ای حساس به گلوکز را روی آن قرار می‌دادیم.دانشمندان از نیکل به عنوان ماده‌ای حساس به گلوکز استفاده کردند. آن‌ها نیکل را با طلا ترکیب کردند تا خطر احتمالی بروز واکنش آلرژیک را کاهش دهند. دانشمندان خاطرنشان کردند: شبکه لیزر القایی با آلیاژ نیکل-طلا قادر به تشخیص مقادیر کم گلوکز در عرق روی سطح پوست بود. این آلیاژ به دانشمندان امکان حذف آنزیم‌هایی را داد که در سایر دستگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این آنزیم‌ها با گذشت زمان و با تغییر دما تجزیه می‌شوند.
"چنگ" می‌گوید: داشتن ماده‌ای با حساسیت بالا به گلوکز اولویت ما بود. عرق مقادیر کمی گلوکز نسبت به خون در خود دارد با این حال همچنان ارتباط قوی بین گلوکز موجود در عرق و خون وجود دارد. اگرچه غلظت گلوکز در عرق صد برابر کمتر از خون است اما این دستگاه به اندازه‌ی کافی حساس به گلوکز است و می‌تواند با دقت سطح قند در عرق را اندازه‌گیری کرده و غلظت آن در خون را نمایان کند.
دانشمندان همچنین محفظه میکروسیالی به این شبکه لیزر القایی متصل کردند. این محفظه امکان انجام حرکاتی کششی را فراهم می‌کند و عرق را به محلولی منتقل می‌کند که در آن مولکول‌های گلوکز و محلول، ترکیباتی ایجاد می‌کنند که با آلیاژ واکنش می‌دهد. این واکنش‌ها باعث ایجاد سیگنال‌های الکتریکی و مشخص شدن غلظت گلوکز در عرق می‌شوند.
در طول آزمایش، دانشمندان از چسبی سازگار با پوست استفاده کردند تا این دستگاه چندبار مصرف را به بازوی یک داوطلب، یک و سه ساعت پس از صرف غذا بچسبانند. از این فرد خواسته شد تا برای ایجاد عرق، به فعالیت‌های بدنی بپردازد. پس از گذشت دقایقی از نمونه‌برداری محققان متوجه کاهش قند خون در طول اندازه‌گیری اول تا دوم شدند. داده‌های این دستگاه توسط دستگاه‌های موجود در بازار مورد ارزیابی قرار گرفته و تایید شد.
اکنون دانشمندان به دنبال بهبود این دستگاه هستند و می‌خواهند این فناوری را برای نظارت بر سایر نشانگرهای زیستی بدن گسترش دهند."چنگ" می‌گوید: ما می‌خواهیم با پزشکان و سایر کادر درمان کار کنیم تا ببینیم چگونه می‌توان این فناوری را برای نظارت روزانه بر بیماران مورد استفاده قرار داد. این حسگر گلوکز مثالی است که نشان می‌دهد ما می‌توانیم روش‌های تشخیص نشانگرهای زیستی در عرق با غلظت کم را بهبود بخشیم.
پربينندهترين مطالب و خبرها
