ابتكار مستشعر لقياس تركيز العلامات الحيوية في العرق
تبشر أجهزة الاستشعار المطبقة على الجلد بطريقة غير جراحية ومنخفضة التكلفة لتحديد المؤشرات الحيوية الرئيسية في العرق، مما قد يساعد الأطباء على إجراء تشخيصات مبكرة وأكثر دقة.
ومع ذلك، حتى الآن، تمكنت أجهزة الاستشعار من تحديد وجود المؤشرات الحيوية، لكنها افتقرت إلى القدرة على الكشف بدقة عن تركيزها في ظل وجود إنتاج عرق غير منتظم ومتقطع وغير متوقع.
وبحسب ما تم نشره في موقع ميديكال إكسبريس، لحل هذه المشكلة، قام فريق من الباحثين في ولاية بنسلفانيا بتطوير جهاز استشعار يكتشف بدقة تركيزات العلامات الحيوية في عينات العرق.
تم نشر عملهم في العلوم المتقدمة.
جهاز استشعار لاكتشاف كميات الجلوكوز
في حين أن الباحثين قد ابتكروا سابقًا جهاز استشعار يمكنه اكتشاف كميات الجلوكوز والمؤشرات الحيوية الأخرى، إلا أن المستشعرات كانت تفتقر إلى طريقة للكشف بدقة عن حجم العرق، مما يعني أن تركيز المؤشرات الحيوية كان غير معروف.
وقال هوانيو لاري تشينج، أستاذ مشارك في جامعة جيمس هندرسون الابن التذكاري لعلوم الهندسة والميكانيكا في ولاية بنسلفانيا: «أحد التحديات الخاصة هو تحديد المؤشرات الحيوية ومعدل العرق بطريقة دقيقة، لأن الظروف المختلفة التي تسبب لنا التعرق - ممارسة الرياضة، الطقس الدافئ، تناول الأطعمة الغنية بالتوابل - يمكن أن يكون لها جميعًا معدلات تعرق مختلفة قد تكون أكثر اتساقًا أو قد تكون أكثر اتساقًا».
وأضاف أن «هذا يجعل من الصعب قياس حجم العرق، والذي نحتاج إلى معرفته إذا أردنا قياس تركيز العلامات الحيوية».
فكرة عمل المستشعر
ولتقييم هذه المعلومات، صمم الباحثون جهاز استشعار بقناتين لالتقاط العرق: واحدة تقيس كمية العلامة الحيوية، والأخرى تقيس حجم العرق.
ويعتمد المستشعر على صبغة للإشارة إلى وجود العلامة الحيوية ويمكن قراءته بالعين المجردة، مما يجعله غير مكلف وسهل الاستخدام.
وفقًا لتشنج، نظرًا لأنه يمكن قراءة نتائج المستشعر بسهولة دون الحاجة إلى معدات معالجة باهظة الثمن، فقد يكون مفيدًا بشكل خاص لمقدمي الخدمات في المناطق النائية.
وقال تشنج: «سوف يتفاعل السائل مع الصبغة المترسبة في القناة، ويتغير لونه، واستنادًا إلى المقدمة المتقدمة للسائل، يمكننا تحديد معدل العرق وحجمه بناءً على الخط الموجود في تلك القناة».
وأضاف: «نستخدم العلامات المطبوعة بالقرب من القناة للإشارة إلى حجم العرق للمقارنة به، ثم نستخدم مجموعة العلامات الأخرى لقراءة التركيز في الأحجام المحددة مسبقًا».
إن تركيز العلامة الحيوية، وليس وجودها فقط، مفيد في التشخيص.
على سبيل المثال، قال الباحثون إن مستشعرهم يمكن استخدامه لاختبار التليف الكيسي، والذي غالبًا ما يُشار إليه بمستويات عالية من الكلوريد لدى المريض.
وقال تشنغ: «إن مسار العمل النموذجي لتشخيص التليف الكيسي هو تحفيز التعرق الموضعي من خلال التمرين، ولكن باستخدام المستشعر الخاص بنا، يمكننا اكتشاف تركيز الكلوريد في العرق دون مطالبة المريض بممارسة الرياضة، حيث يمكننا استخدام التعرق السلبي الناتج عن الحرارة».
وهذه الطريقة، جنبًا إلى جنب مع المواد الناعمة للمستشعر، تجعله أفضل من الاختبارات التشخيصية التقليدية للرضع والأطفال الصغار، وفقًا لتشنج.
ولاختبار المستشعر، يتعاون تشينج مع الأطباء في مركز ميلتون إس هيرشي الطبي لتجربة المستشعر.
