حسگر‌هایی که مواد شیمیایی حیاتی بدن را از عرق انگشتان رصد می‌کنند
مهندسان در جدیدترین فناوری پوشیدنی، نوعی حسگر الکترونیکی انگشتی ابداع کرده اند که می‌تواند سطوح مواد شیمیایی حیاتی مانند گلوکز، ویتامین‌ها و حتی دارو‌ها را به طور مستقیم از عرق انگشتان دست، پایش کند.
به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از IE، این دستگاه نوآورانه پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو، انرژی مورد نیاز خود را برای آنالیز، از همان عرق بدن بیمار کسب می‌کند.
«شیچائو دینگ» «Shichao Ding» مجری این تحقیقات گفت: «این پایش سلامت خودکار در نوک انگشت کاربر قرار می‌گیرد و حتی زمانی که وی در حال استراحت یا خواب باشد، دستگاه همچنان به جذب انرژی ادامه می دهد و سطوح نشانگر‌های زیستی را ردیابی می کند».
این حسگر عرق با قابلیت خود در ردیابی مداوم و بدون دردسر معیار‌های سلامتی، می‌تواند نظارت شخصی بر سلامتی را به سادگی چسباندن یک نوار چسب روی انگشت انجام دهد.
این جدیدترین مورد از یک سری از نوآوری‌های اخیر برای آنالیز عرق انگشت است. اوایل امسال، پژوهشی در دانشگاه سوری با هدف تشخیص آنتی بیوتیک‌های سل در جریان خون، از عرق اثر انگشت استفاده کردند و تقریبا به نتیجه‌ای با همان دقت آزمایش خون، دست یافتند.
تامین انرژی با عرق نوک انگشت
این دستگاه به خوبی دور انگشت قرار گرفته و انرژی را از یک منبع غیرمنتظره و در عین حال فراوان دریافت می‌کند: عرق نوک انگشت. نوک انگشتان با وجود اندازه کوچکشان، هر کدام با بیش از هزار غده عرق، یکی از فعال‌ترین تولیدکنندگان عرق بدن هستند که دائما عرق تولید کرده و بدون نیاز به فعالیت بدنی، سوخت مورد نیاز این فناوری پوشیدنی را تامین می‌کنند.
این دستگاه که از قطعات الکترونیکی چاپ شده بر روی یک پلیمر نازک، انعطاف پذیر و قابل کشش ساخته شده است، به راحتی با شکل انگشت منطبق می‌شود و در عین حال آنقدر بادوام هست که خم شدن، کشش و حرکت مکرر را تحمل کند.
«جوزف وانگ» «Joseph Wang» از دیگر مجریان این پژوهش نیز گفت: «این فناوری برپایه ادغام قابل توجهی از اجزای برداشت و ذخیره انرژی با چندین حسگر زیستی در یک میکروکانال سیال به همراه کنترل کننده الکترونیکی مربوطه همگی در نوک انگشتان است.»
ردیابی نشانگر‌های زیستی
این دستگاه با استفاده از سلول‌های سوخت زیستی در محل تماس با نوک انگشت کار می‌کند، که به طور موثری مواد شیمیایی موجود در عرق را به برق تبدیل می‌کند. این انرژی در دو باتری قابل کشش کلرید نقره – روی ذخیره می‌شود که چهار حسگر را تغذیه می‌کنند که هر یک برای نظارت بر یک نشانگر زیستی اختصاص داده شده است: گلوکز، ویتامین C، لاکتات و لوودوپا که داروی درمان پارکینسون است.
همانطور که عرق از طریق کانال‌های میکروسیال کاغذی کوچک عبور می‌کند، دستگاه این نشانگر‌های زیستی را تجزیه و تحلیل کرده و در عین حال از همان عرقی که نمونه برداری می‌کند نیرو می‌گیرد. یک تراشه کوچک داده‌های حسگر را پردازش و به صورت بی سیم آن را از طریق بلوتوث به یک برنامه کاربردی تلفن هوشمند یا لپ تاپ منتقل می‌کند.
در آزمایش ها، یک کاربر در طول روز دستگاه را برای ردیابی سطوح گلوکز در طول وعده‌های غذایی، سطوح لاکتات در حین کار دفتری و ورزش، سطح ویتامین C بعد از نوشیدن آب پرتقال و سطح لوودوپا پس از مصرف باقلا که منبع طبیعی این ترکیب است، استفاده کرد.
نظارت مداوم و قابل تنظیم سلامت
این دستگاه را می‌توان برای تشخیص مجموعه‌های مختلفی از نشانگر‌های زیستی متناسب با نیاز‌های سلامتی شخصی سازی کرد. محققان همچنین در حال کار بر روی توسعه یک سیستم حلقه بسته هستند که نه تنها نشانگر‌های زیستی را نظارت کند، بلکه درمان‌هایی را بر اساس داده‌های جمع آوری شده انجام دهد.
مثلا چنین دستگاهی می‌تواند به طور مداوم سطح گلوکز را در بیماران دیابتی کنترل و به طور خودکار انسولین به بدن تزریق کند، سپس اثربخشی درمان را با نظارت بیشتر بر سطح نشانگر‌های زیستی ارزیابی کند.
نتایج این تحقیقات در نشریه Nature Electronics منتشر شده است.