ردیاب‌های پوشیدنی که گازهای منتشرشده از پوست را اندازه‌گیری می‌کنند

دانشمندان آمریکایی سعی دارند نوعی جدید از ردیاب‌های پوشیدنی را ارائه دهند که می‌توانند گازهای منتشرشده از پوست را اندازه‌گیری ‌کنند و به بررسی سلامتی بدن بپردازند.

کد خبر: ۱۲۸۲۰۶۰

تاریخ: ۱۱ ارديبهشت ۱۴۰۱ - ۱۲:۳۱

به گزارش خبرگزاری دانا و به نقل از ساینس دیلی، دانشمندان موفق شده‌اند نخستین گام را به سوی تولید نسل بعدی ردیاب‌های پوشیدنی سلامتی بردارند.

بیشتر پژوهش‌ها در مورد بررسی نشانگرهای زیستی انسانی انجام شده‌اند که معیارهای سلامتی بدن هستند و برای تشخیص مواد شیمیایی دفع‌شده با عرق، بر سیگنال‌های الکتریکی تکیه دارند، اما حسگرهایی که به تعریق متکی هستند، اغلب به مقادیر زیادی از آن فقط برای خواندن اطلاعات نیاز دارند.

یک پژوهش جدید نشان می‌دهد که یک حسگر پوشیدنی ممکن است بتواند سلامتی بدن را با تشخیص گازهای منتشر شده از پوست کاربر کنترل کند. "آنتونی آنرینو"(Anthony Annerino)، فارغ‌التحصیل رشته مهندسی علوم مواد "دانشگاه ایالتی اوهایو"(OSU) و پژوهشگر ارشد این پروژه، گفت: این حسگر، کاملا غیرتهاجمی است.

برخی از دستگاه‌های پوشیدنی مانند ساعت‌های هوشمند یا ردیاب‌های تناسب اندام می‌توانند به اندازه‌گیری ضربان یا دما بپردازند، اما روش این گروه پژوهشی به فناوری امکان می‌دهد تا نشانگرهای زیستی مرتبط با اختلالات متابولیک مانند بیماری قلبی یا دیابت را حس کند.

"پلاژیا ایرن گوما"(Pelagia-Iren Gouma)، استاد مهندسی و علوم مواد دانشگاه ایالتی اوهایو و از پژوهشگران این پروژه، گفت: تشخیص مشکلات سلامتی از طریق پوست، مرز نهایی به شمار می‌رود.

وی افزود: تا تکمیل شدن این پروژه هنوز چند سال دیگر باقی مانده است، اما ظرف ۶ ماه باید اثبات مفهومی را داشته باشیم و مایل هستیم آن را تا یک سال دیگر روی انسانها آزمایش کنیم.

"گوما" گفت که محصول نهایی پژوهش این گروه، دستگاه کوچکی خواهد بود که کاربر می‌تواند آن را روی نقاطی از بدن مانند پشت گوش یا روی ناخن‌ها که کمتر عرق می‌کنند، بپوشد. "گوما" انتظار دارد که در پی آشنا شدن افراد بیشتری با کاربرد دستگاه‌های پوشیدنی در زندگی روزمره، فناوری و پزشکی حتی بیشتر از این در هم تنیده شوند. وی افزود: ما در حال توسعه دادن نسل جدیدی از حسگرهای پوست هستیم و این واقعا یک کار جدید خواهد بود.

دانشمندان این پروژه از جمله "گوما"، سابقه‌ای طولانی در اندازه‌گیری غلظت ترکیبات آلی منتشرشده از نفس ما به عنوان شاخص سلامت دارند. یک نمونه از آن می‌تواند دمیدن در دستگاه الکل‌سنجی تنفسی باشد. این دستگاه می‌تواند میزان الکل را در خون افراد اندازه‌گیری کند یا برای شناسایی ویروس‌ها استفاده شود.

در هر حال، "آنرینو" خاطرنشان کرد که چنین دستگاهی فقط یک وضعیت لحظه‌ای را از بدن ارائه می‌دهد. در مقایسه با مقدار مواد شیمیایی که هنگام تنفس منتشر می‌کنیم، حسگرهای این گروه پژوهشی می‌توانند فقط روی مقادیر بسیار کمتری از استون گازی منتشر شده از پوست کار کنند.

استون یکی از موادی است که از پوست منتشر می‌شود و می‌تواند نکات بسیاری را در مورد عملکرد درونی بدن انسان در اختیار پژوهشگران بگذارد. همچنین، پژوهش‌ها نشان داده‌اند که تراکم استون در تنفس، با سطح قند خون و میزان چربی‌سوزی مرتبط است.

"آنرینو" گفت: این یک حوزه پژوهشی است که هنوز به خوبی توسعه نیافته، زیرا ما در حال حاضر در حال تولید نوعی فناوری برای اندازه‌گیری تراکم پایین‌تری از این گازها هستیم.

دانشمندان برای بررسی این که آیا حسگرها می‌توانند مقادیر مختلفی از این مواد شیمیایی را که نشان‌دهنده حضور مولکول‌های گازی هستند، تشخیص دهند، یک ماده متشکل از مشتقات سلولز گیاهی و پلیمرهای الکترواکتیو را ساختند. این ماده که به صورت یک غشاء است، می‌تواند در واکنش به اینکه چه مقدار از استون در محیط وجود دارد، به طور چشمگیری خم شود.

سپس، گروه "آنرینو"، غشاء را روی محلول‌های حاوی اتانول، استون و آب قرار دادند تا حساسیت، گزینش‌پذیری و تکرارپذیری آن را اندازه‌گیری کنند.

"آنرینو" ادامه داد: ما گرایش قابل توجهی را نسبت به بیشتر خم شدن در مواجهه با مواد شیمیایی خاص نسبت به سایر مواد شیمیایی مشاهده کردیم.

این خم شدن در میلی ثانیه رخ می‌دهد و پژوهشگران از یادگیری ماشینی و الگوریتم‌های محاسباتی پیچیده برای ثبت و ردیابی دقیق واکنش غشاء نسبت به محلول‌های شیمیایی گوناگون استفاده کردند.

یافته‌های این پژوهش نشان داد که این غشاها به اندازه کافی حساس هستند تا تغییرات طولانی‌مدت بدن را ردیابی کنند. اگرچه تمرکز حسگر بر میزان متابولیسم است، اما یکی دیگر از کاربردهای احتمالی آن، ردیابی اتانول است که می‌تواند نشانه‌های بیماری کبدی را در بدن نشان دهد. به گفته پژوهشگران، باید در مورد نحوه عملکرد غشاهای مورد استفاده در این پژوهش به عنوان حسگر، بررسی بیشتری انجام شود.

فرصت آسان‌تر کردن زندگی شخصی، یکی از دلایلی بود که "آنرینو" را مشتاق شرکت کردن در این پژوهش کرده است. وی افزود: هر بررسی پژوهشی، تاثیر آشکاری بر جامعه و زندگی مردم ندارد، اما این ویژگی همان چیزی است که این پروژه واقعا از آن برخوردار است.

این پژوهش در مجله "PLOS One" به چاپ رسید.

انتهای پیام