طور فريق من المهندسين في جامعة كاليفورنيا سان دييجو رقعة إلكترونية يمكنها مراقبة الجزيئات الحيوية في الأنسجة العميقة بما في ذلك الهيموغلوبين.
ويمنح هذا المهنيين الطبيين وصولاً غير مسبوق إلى المعلومات الهامة التي يمكن أن تساعد في اكتشاف الحالات التي تهدد الحياة مثل الأورام الخبيثة، واختلال وظائف الأعضاء، ونزيف المخ أو الأمعاء.
وقال البروفيسور شنج شو طبيب الهندسة النانوية في جامعة كاليفورنيا، إن “توفر كمية وموقع الهيموغلوبين في الجسم معلومات مهمة حول نضح الدم أو تراكمه في مواقع محددة، يظهر جهازنا إمكانات كبيرة في المراقبة الدقيقة للمجموعات عالية الخطورة، ما يتيح التدخل في الوقت المناسب في اللحظات العاجلة”.
ونُشر البحث بعنوان “رقعة ضوئية صوتية للتصوير ثلاثي الأبعاد للهيموغلوبين ودرجة الحرارة الأساسية” في Nature Communications. .
وقد يتسبب انخفاض ضخ الدم داخل الجسم في حدوث خلل وظيفي حاد في الأعضاء ويرتبط بمجموعة من الأمراض ، بما في ذلك النوبات القلبية وأمراض الأوعية الدموية في الأطراف، وفي الوقت نفسه ، يمكن أن يشير تراكم الدم غير الطبيعي في مناطق مثل الدماغ أو البطن أو الخراجات إلى نزيف دماغي أو حشوي أو أورام خبيثة، ويمكن أن تساعد المراقبة المستمرة في تشخيص هذه الحالات وتساعد في تسهيل التدخلات المنقذة للحياة في الوقت المناسب.
ويتغلب المستشعر الجديد على بعض القيود المهمة في الأساليب الحالية لمراقبة الجزيئات الحيوية، ويعتمد التصوير بالرنين المغناطيسي والتصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينية على معدات ضخمة يصعب الحصول عليها وعادة ما توفر فقط معلومات عن الحالة الفورية للجزيء، مما يجعلها غير مناسبة لمراقبة الجزيئات الحيوية على المدى الطويل.
وقال شيانج جون تشين، دكتوراه في الهندسة النانوية إن “المراقبة المستمرة أمر بالغ الأهمية للتدخلات في الوقت المناسب لمنع تدهور الظروف التي تهدد الحياة بسرعة”.وقال طالب في مجموعة Xu ودراسة المؤلف المشارك. “إن الأجهزة القابلة للارتداء والقائمة على الكيمياء الكهربائية لاكتشاف الجزيئات الحيوية، لا تقتصر على الهيموغلوبين، بل هي مرشحة جيدة لتطبيقات المراقبة القابلة للارتداء على المدى الطويل. ومع ذلك، أن التقنيات الحالية لا تحقق سوى القدرة على اكتشاف سطح الجلد.”
وتُلصق اللاصقة المرنة منخفضة الشكل القابلة للارتداء بشكل مريح الجلد، مما يسمح بمراقبة غير جراحية طويلة المدى للجزيئات الحيوية في أعماق الجلد. الائتمان: Xiaoxiang Gao لمدرسة جاكوبس للهندسة في جامعة كاليفورنيا في سان دييجو.
والتصحيح الجديد والمرن والمنخفض الشكل القابل للارتداء يتم تثبيته بشكل مريح بالجلد، مما يسمح بمراقبة غير جراحية طويلة المدى. يمكنه إجراء رسم خرائط ثلاثي الأبعاد للهيموغلوبين بدقة مكانية أقل من المليمتر في الأنسجة العميقة، وصولاً إلى سنتيمترات تحت الجلد، مقابل الأجهزة الكهروكيميائية الأخرى التي يمكن ارتداؤها والتي تستشعر الجزيئات الحيوية على سطح الجلد فقط. يمكن أن تحقق تباينًا عاليًا مع الأنسجة الأخرى.
