علماء روس يطورون مستشعرا ورقيا يكشف السكري عبر هواء الزفير
طور علماء روس جهازا استشعار مبتكرا مطبوعا على ورق مكتبي عادي، يعتمد على تقنية الغرافين والبوليمر، وقادرا على اكتشاف مرض السكري وأمراض أخرى من خلال تحليل هواء الزفير في الوقت الفعلي.
تقنية عالية الحساسية
أعلن معهد فيزياء أشباه الموصلات التابع لأكاديمية العلوم الروسية أن الجهاز يتمتع بقدرة عالية على تحديد الجزيئات الدالة على الأمراض. وأوضح المعهد أنه "تمكّن من تحقيق حساسية عالية في القياسات بفضل تطوير مادة نانوية البنية جديدة لأجهزة الاستشعار".
صُمّمت المستشعرات بأشكال مختلفة تتيح التحكم في طيف الجزيئات التي يلتقطها السطح، بحيث يقرأ كل مستشعر الإشارات المطلوبة فقط والتي قد تشير إلى وجود أمراض.
مراقبة صحية منزلية
قالت إيرينا أنطونوفا، الباحثة الرئيسية في المعهد: "سيسمح هذا التطوير مستقبلا للمرضى الذين يُشتبه بإصابتهم بأمراض مزمنة بمراقبة حالتهم الصحية حتى في المنزل، فضلا عن أن المستشعر يتميز بتكلفته المنخفضة وسهولة استخدامه".
الجزيئات المكتشفة والتطبيقات
يتمكن الجهاز من اكتشاف كميات ضئيلة جدا من الأسيتون والأمونيا ومواد أخرى، إذ يُعد ارتفاع تركيز هذه المواد في هواء الزفير مؤشرا على الإصابة بداء السكري أو فشل القلب أو مشكلات الكلى.
يتكوّن الجهاز من غشاء رقيق يمكن تثبيته بسهولة على كمامة طبية، ما يجعله مناسبًا للاستخدام في المستشفيات، بما في ذلك المراقبة المستمرة للتنفس أثناء العمليات الجراحية.
آلية العمل والنتائج
يعتمد مبدأ عمل الجهاز على تغيّر التيار الكهربائي عند ملامسة هواء الزفير للمستشعر، حيث تُلتقط الغازات بواسطة سطحه، مما يؤثر في قدرته على توصيل التيار. وتُعرض النتائج فورا على شاشة على شكل رسم بياني.
تتيح الحساسية العالية للجهاز تتبّع حتى الارتفاعات الطفيفة في مستوى الجلوكوز بعد تناول الطعام.
الاختبارات السريرية
اختبر المطوّرون المستشعر على 32 متطوعا، بينهم أشخاص أصحاء ومرضى بالسكري، إضافة إلى شخص تعرّض لنوبة قلبية، حيث نجح في رصد ذروة تركيز الأسيتون في هواء زفير المرضى.
الميزة المقارنة
أشار المعهد إلى أن معظم الأجهزة الطبية المحمولة الحالية تقيس مؤشرات فيزيائية فقط، مثل النبض أو ضغط الدم، في حين أن أجهزة تحليل التنفس الكيميائي غالبا ما تكون معقّدة ومحصورة في العيادات. ويتميّز المستشعر الجديد ببساطته وتكلفته المنخفضة.
التطوير والدعم
جرى تطوير هذا الجهاز بالتعاون مع معهد الدرجات الحرارة العالية التابع لأكاديمية العلوم الروسية، وبدعم من منحة مقدّمة من مؤسسة العلوم الروسية.
