پیشرفت در علوم مواد و دستگاه‌های الکترونیکی مینیاتوری به توسعه نسل جدیدی از وصله‌های پوشیدنی منجر شده که در آینده می‌توانند شاخص‌های مختلف سلامت انسان از استرس گرفته تا سطح گلوکز خون و فعالیت قلب را رصد کنند. در همین راستا محققان یک وصله الکترونیکی ابداع کرده اند که قادر به رصد بیومولکول‌های موجود در بافت‌های عمیق است که به گفته آن‌ها در ردیابی طیف وسیعی از شرایط وخیم سلامتی از جمله عملکرد نامناسب اعضای بدن و سرطان‌های خطرناک را ممکن می‌کند.

این وصله الکترونیکی نوین در حقیقت حاصل فعالیت محققان دانشگاه سن دیگو کالیفرنیا و ادامه‌ای بر پژوهشی است که در سال ۲۰۱۸ انجام شد. وصله‌ای که محققان در تحقیق قبلی ابداع کردند با استفاده از امواج اولتراساوند به طور مداوم ضخامت رگ‌های خونی را رصد می‌کرد تا خوانشی دقیق از فشار خون ارائه دهد.

اکنون محققان با توسعه یک نسخه از وصله برای رصد پرفیوژن خون وارد حوزه نظارت بر قلب و عروق شده اند. این قابلیت بدن انسان کلیدی به عملکرد بافت‌های سالم و انتقال اکسیژن و مواد مغذی است و زمانیکه مختل می‌شود احتمالاً نشان از عملکرد نامناسب اعضای بدن و حملات قلبی دارد. تجمیع غیرطبیعی خون نیز نشان دهنده خونریزی یا تومور‌های بدخیم است.

در این میان رصد پرفیوژن خون به طور مداوم به ردیابی این شرایط خطرناک کمک می‌کند. در همین راستا محققان سعی کردند روی مولکول زیستی هموگلوبین در بافت‌های عمیق تمرکز کنند.

شنگ شو یکی از مولفان اصلی این تحقیق می‌گوید: مقدار و مکان هموگلوبین در بدن اطلاعاتی مهم درباره پرفیوژن خون یا تجمیع خون در نقاط خاصی فراهم می‌کند. دستگاه ما نشان دهنده پتانسیل بزرگی در رصد افرادی با ریسک بالای ابتلا به بیماری هاست و به دخالت پزشکی در مواقع اضطراری کمک می‌کند.

هرچند فناوری‌های فعلی مانند MRI و اشعه ایکس می‌توانند مولکول‌های زیستی مانند هموگلوبین را ردیابی کنند، اما آن‌ها فقط می‌توانند به طور لحظه‌ای این کار را انجام دهند و قادر به خوانش مداوم اطلاعات مرتبط نیستند. علاوه بر آن فناوری‌های مذکور فقط در صورتیکه نزدیک پوست باشند، امکان انجام این کار را دارند.

اما وصله مذکور طوری طراحی شده تا قابلیت رصد طولانی مدت برای مولکول‌های زیستی که در عمق بدن وجود دارند را با کمک لیزر‌ها فراهم کند.

این گجت پوشیدنی انعطاف پذیر است و به راحتی روی پوست می‌چسبد. این گجت شامل طیفی از لیزر‌های دی یود و مبدل پیزوالکتریک با ماتریکس‌های پلیمری-سیلیکونی نرم است که پالس‌های لیزر را به بافت‌های زیرین می‌فرستد. مولکول‌های زیستی در اعماق بافت این انرژی اپتیکی را جذب و نوعی امواج آکوستیک تولید می‌کنند محیط اطراف را می‌پوشاند.

مبدل‌های پیزوالکتریک امواج آکوستیکی را دریافت می‌کنند که در یک سیستم الکتریکی فراوری می‌شوند تا نقشه فضایی انتشار امواج مولکول‌های زیستی را دوباره بازسازی کنند.

در تست‌ها این سیستم توانست نقشه‌های سه بعدی از هموگلوبین در بافت‌هایی بسازد که عمق چندسانتیمتری زیر پوست قرار داشتند.

به گفته محققان این سیستم را می‌توان طوری تنظیم کرد تا با تغییر طول موج لیزر‌ها طیفی از مولکول‌های زیستی را ردیابی کند.

منبع:  نیواطلس