محققان گجت هوشمندی "Lab on the Skin" را ساختند که قادر است گلوکز، الکل و لاکتات را به صورت مداوم کنترل کند. اندازه این دستگاه چند کاره فقط به اندازه یک بند انگشت انسان است. برای آشنایی بیشتر با این گجت تا پایان مطلب با های فن تک همراه باشید.
این سنسور هوشمند از طریق یک تکه سوزن در ابعاد میکروسکوپی که هر کدام از آن ها حدود یک پنجم عرض یک موی انسان ضخامت دارد، روی پوست قرار می گیرد. بنابراین مطمئن باشید پوشیدن این دستگاه دردناک نیست. روش کار این دستگاه به این شکل است که ابتدا میکروسوزن ها به سختی به سطح پوست نفوذ می کنند تا مولکول های زیستی را در مایع بینابینی، که مایع احاطه کننده سلول های زیر پوست است، حس کنند. این دستگاه را می توان روی بازو قرار داد و داده ها را به صورت بی سیم به یک برنامه مخصوص در گوشی هوشمند ارسال کرد.
گجت پوشیدنی میکروسوزن چند کاره
تصور کنید بتوانید سطح قند خون خود را اندازه گیری کنید تا بدانید که آیا الکل زیادی را مصرف کرده اید یا خیر! یا خستگی ماهیچه های خود را در طول تمرینات ورزشی اندازه گیری کنید، همه اینها در یک دستگاه کوچک که روی پوست شما قرار می گیرد قابل اندازه گیری است. مهندسان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو (UCSD) یک نمونه اولیه از این گجت پوشیدنی ساختند که می‌تواند به طور مداوم آمار سلامت که شامل: سطوح گلوکز، الکل و لاکتات می باشد را به طور همزمان به شما ارائه دهد.
محققان مرکز حسگرهای پوشیدنی UC San Diego، مقاله خود را 9 مه 2022 در ژورنال Nature Biomedical Engineering منتشر کردند.
پروفسور جوزف وانگ، مدیر مرکز مهندسی نانو در دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو و نویسنده همکار مقاله، گفت: "کار دستگاه مانند یک آزمایشگاه کامل روی پوست است." این دستگاه قادر است به طور مداوم چندین علائم زیستی را به طور همزمان اندازه‌گیری کند و به کاربران این امکان را می‌دهد تا سلامت و تندرستی خود را در حین انجام فعالیت‌های روزانه خود کنترل کنند.
اکثر گجت های هوشمند حوزه سلامت، مانند دستگاه های سنجش قند خون برای بیماران دیابتی، تنها یک عامل را اندازه گیری می کنند. به گفته محققان، مشکل این ابزارها این است که اطلاعاتی را که می تواند به افراد مبتلا به دیابت بدهد تا بیماری خود را بهتر مدیریت کند، حذف می کند. بررسی سطح الکل بسیار مفید است زیرا نوشیدن الکل می تواند سطح گلوکز را کاهش دهد. دانستن هر دو سطح می تواند به افراد مبتلا به دیابت کمک کند تا از افت بیش از حد قند خون خود پس از نوشیدن نوشیدنی های الکلی جلوگیری کنند. اطلاعاتی هم که در مورد لاکتات به ما می دهد، می تواند در طول ورزش به عنوان یک علائم حیاتی برای خستگی عضلانی بررسی شود، که مفید خواهد بود، زیرا فعالیت های بدنی بر توانایی بدن و تنظیم سطح گلوکز تأثیر می گذارد.
روش کار گجت هوشمند
با این ابزار پوشیدنی، مردم می توانند تأثیر متقابل بین افزایش یا کاهش گلوکز خود را با رژیم غذایی، ورزش و نوشیدن مشروبات الکلی ببینند. فرشاد تهرانی، دکترای نانومهندسی و دانشجوی آزمایشگاه وانگ که یکی از اولین نویسندگان این تحقیق می باشد، می‌گوید که این ابزار می‌تواند به کیفیت زندگی آنها اضافه کند. در ساخت این گجت، آن ها میکروسوزن ها را با الکترونیک ادغام کرده اند.
این پوشیدنی شامل یک چسب میکروسوزنی است که به یک جعبه لوازم الکترونیکی متصل است. آنزیم های مختلف روی نوک ریز سوزن ها با گلوکز، الکل و لاکتات موجود در مایع بینابینی واکنش می دهند. این واکنش‌ها جریان‌های الکتریکی کوچکی تولید می‌کنند که توسط حسگرهای الکترونیکی تجزیه و تحلیل می‌شوند و به‌صورت بی‌سیم با اپلیکیشنی که محققان توسعه داده‌اند، ارتباط برقرار می‌کنند. نتایج در همان لحظه بر روی گوشی هوشمند نمایش داده می شود.
ادغام همه این اجزا با هم در یک پوشیدنی کوچک و بی سیم یکی از بزرگترین چالش های تیم بود. همچنین به طراحی و مهندسی هوشمندانه نیاز داشت تا وسایل الکترونیکی قابل استفاده مجدد را که باید خشک بمانند، با پچ میکروسوزن که در معرض مایعات بیولوژیکی قرار می‌گیرد، ترکیب کند.
مرسیه که یکی از مدیران مرکز سنسورهای پوشیدنی UC San Diego نیز هست، گفت: «زیبایی این سیستم آن جا است که افراد می‌توانند بدون اتصال به تجهیزات رومیزی آن را بپوشند.
آزمایش کردن
این پوشیدنی بر روی پنج داوطلب آزمایش شد که در حین ورزش، خوردن یک وعده غذایی و نوشیدن یک لیوان شراب، دستگاه را بر روی بازوی خود قرار داده بودند. این دستگاه به طور مداوم سطح گلوکز داوطلبان را به صورت همزمان با سطح الکل یا لاکتات آنها استفاده کرد. اندازه‌گیری‌های گلوکز، الکل و لاکتات که توسط این دستگاه انجام می‌شود، با اندازه‌گیری‌های اندازه‌گیری‌شده به ترتیب توسط یک دستگاه سنجش گلوکز خون از برند Breathalyzer و اندازه‌گیری‌های لاکتات خون که در آزمایشگاه انجام می‌شوند، مطابقت دارد.
کارهای آینده
فرشاد تهرانی و هژیر تیموریان، نویسنده اول، محقق سابق فوق دکترا در آزمایشگاه وانگ، یک شرکت استارت آپی به نام AquilX را برای توسعه بیشتر این فناوری برای تجاری سازی تأسیس کردند. مراحل بعدی شامل آزمایش و بهبود مدت زمان ماندگاری چسب میکرونیدل قبل از تعویض است. این شرکت از امکان افزودن حسگرهای بیشتری به دستگاه برای اندازه گیری سطح دارو در بیماران و سایر علائم های حیاتی بدن، هیجان‌زده هستند.