ساخت حسگری که ابتلا به کووید- 19 را به سرعت تشخیص می‌دهد

ساخت حسگری که ابتلا به کووید- 19 را به سرعت تشخیص می‌دهد

733 403 نوفن حامی البرز

ساخت حسگری که ابتلا به کووید- 19 را به سرعت تشخیص می‌دهد

 

پژوهشگران “موسسه فناوری کالیفرنیا”، نوعی حسگر ابداع کرده‌اند که می‌تواند ابتلا به کووید- 19 را به سرعت و با دقت تشخیص دهد.

یکی از ویژگی‌های کروناویروس که کنترل آن را دشوار می‌سازد، این است که بدون بروز هیچ نشانه‌ای، به سادگی از فردی به فرد دیگر منتقل می‌شود. امکان دارد که فرد حامل ویروس، احساس خوبی داشته باشد و کارهای روزمره خود را انجام دهد اما ویروس را با خود به محل کار، خانه دیگران و مکان‌های عمومی ببرد.

بخش مهمی از تلاش‌های جهانی برای کنترل همه‌گیری کروناویروس، ابداع آزمایش‌هایی است که می‌توانند ابتلا را در افراد بدون نشانه شناسایی کنند.

“وی گائو” (Wei Gao)، استادیار بخش مهندسی پزشکی موسسه فناوری کالیفرنیا و همکارانش پیش از این، حسگرهایی بی‌سیم ابداع کرده بودند که می‌توانند بیماری‌هایی مانند نقرس را شناسایی کنند و به بررسی سطح استرس و ترکیبات خاصی در خون، بزاق یا عرق بپردازند.

پژوهشگران “موسسه فناوری کالیفرنیا” (CalTech)، یک حسگر کم هزینه ابداع کرده‌اند که می‌تواند به تشخیص عفونت ناشی از کروناویروس کمک کند. این حسگر بدون نیاز به تجهیزات پیشرفته پزشکی می‌تواند در کمتر از 10 دقیقه به بررسی نمونه کمی از بزاق یا خون بپردازد.

این حسگرها از گرافین ساخته شده‌اند و ساختاری سه‌بعدی با منافذ کوچک دارند. این منافذ موجب می‌شوند که حسگر، حساسیت و دقت کافی را برای شناسایی ترکیبات موجود در نمونه‌ها داشته باشد. ساختار گرافین در این حسگر، با پادتن‌هایی همراه می‌شود که نسبت به پروتئین‌هایی خاصی که روی سطح کروناویروس وجود دارند، حساس است.

گائو گفت: این تنها پلتفرم پزشکی از راه دور است که اطلاعات مربوط به عفونت را با یک حسگر ارائه می‌دهد. ما می‌توانیم سطح ترکیبات مورد نظر را در چند دقیقه به صورت همزمان مورد بررسی قرار دهیم و تصویر کاملی در مورد عفونت ابتدایی، ایمنی و شدت عفونت به دست بیاوریم.

فناوری‌های تثبیت شده آزمایش کووید- 19 معمولا ساعت‌ها یا حتی روزها زمان نیاز دارند تا نتیجه را ارائه دهند. همچنین این فناوری‌ها به تجهیزات پرهزینه و پیچیده‌ای نیاز دارند؛ در حالی که حسگر گائو و گروهش، ساده و جمع و جور است.

این حسگر تاکنون فقط در آزمایشگاه و روی نمونه‌های محدودی از خون و بزاق آزمایش شده است. اگرچه نتایج این آزمایش‌ها نشان می‌دهند که دقت حسگر بسیار بالا است اما برای تایید کامل دقت آن باید آزمایش‌هایی در مقیاس بزرگتر و روی نمونه‌های بیشتر صورت بگیرند.

گائو افزود: هدف نهایی ما این است که این حسگر جدید، کاربرد خانگی داشته باشد و برای تشخیص بیماری‌های دیگر نیز به کار برود.

یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران با همکاری “محمدحسین دباغی”، دانشمند ایرانی، یک ریه مصنوعی ابداع کرده‌اند که می‌تواند به نوزادان نارس در تنفس کمک کند.

یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران به سرپرستی “دانشگاه مک‌مستر”(McMaster University) کانادا و با همکاری “محمدحسین دباغی” (Mohammadhossein Dabaghi)، دانشمند ایرانی این دانشگاه، یک ریه مصنوعی ابداع کرده‌اند که می‌تواند به نوزادان نارس و نوزادان مبتلا به نارحتی تنفسی کمک کند.

این گروه پژوهشی با استفاده از یک بچه خوک زنده، گام بزرگی برای تایید استفاده از فناوری خود در انسان برداشتند. پژوهش آنها نشان داد که این دستگاه قابل حمل می‌تواند در اکسیژن‌رسانی به خون کمک کند تا نوزاد بتواند بدون کمک نفس بکشد. بدین ترتیب، شاید این دستگاه بتواند با پیشگیری از آسیب‌های فاجعه‌بار، جان بسیاری از نوزادان را نجات دهد.

“راوی سلواگاناپاثی”(Ravi Selvaganapathy)، استاد مهندسی مکانیک دانشگاه مک‌مستر و از پژوهشگران این پروژه گفت: با وجود پیچیدگی این فناوری، روش استفاده از آن ساده است و می‌تواند به حفظ زندگی نوزادان بیشتری کمک کند.

این دستگاه طوری طراحی شده است که به بند ناف نوزاد متصل شود و از قدرت قلب برای هدایت خون در کانال‌های یک غشای ظریف استفاده کند که ساختار آن به پوشش ریه‌ها شباهت دارد و علاوه بر محافظت از خون در برابر عفونت خارجی، امکان انتشار دی‌اکسید کربن و جذب اکسیژن را فراهم می‌کند. ضخامت این غشا تنها ۳۵ تا ۵۰ میکرون است و امکان انتشار طبیعی دی‌اکسید کربن و اکسیژن را فراهم می‌کند.

“کریستوف فوچ”(Christoph Fusch)، از پژوهشگران این پروژه گفت: یک نوزاد معمولا بلافصله پس از تولد شروع به تنفس، تغذیه می‌کند و دیگر اندام‌هایش فعال می‌شود، کارهایی که پیش از تولد توسط جفت انجام می‌شد. هنگامی که این روند به خاطر بیماری یا عدم بلوغ مختل شود، فناوری ما می‌تواند به تقلید از این عملکرد کمک کند. این دستگاه، میزان بقا را بهبود می‌بخشد، آسیب مغزی را کاهش و سلامت بلندمدت نوزادان نارس را افزایش می‌دهد.

تنفس مستقل و بدون کمک، مانع خاصی برای بقای نوزادان نارس به شمار می‌رود زیرا ریه‌ها در بسیاری از نوزادان نارس، به صورت کامل تشکیل نشده‌اند و از آنجا که نوزادان نمی‌توانند به اندازه کافی اکسیژن مصرف کنند، به دشواری در تنفس دچار می‌شوند.

اگرچه طراحی این ریه مصنوعی پیچیده است اما می‌تواند عملکرد خود را بدون نیاز به نیروی خارجی انجام دهد و در مقایسه با فناوری‌های کنونی که با خطر و هزینه بیشتری همراه هستند، کار خود را به سادگی انجام می‌دهد. این ریه مصنوعی می‌تواند گزینه امیدوارکننده‌ای برای استفاده در کشورهای در حال توسعه باشد که بیشترین میزان مرگ و میر را در میان نوزادان نارس دارد.

“نیلز روکو”(Niels Rochow)، از پژوهشگران این پروژه گفت: این دستگاه می‌تواند امکان مراقبت آهسته و کارآمد را از نوزادانی که به آسیب ریوی خطرناک مبتلا هستند، فراهم کند. خانواده‌ها با کمک این دستگاه می‌توانند نوزادانی داشته باشند که فرصت بیشتری برای داشتن یک زندگی عادی در اختیار دارند.

محمدحسین دباغی گفت: ابداع این دستگاه، مانند یک ماموریت غیرممکن به نظر می‌رسید. انتظار می‌رود یک دستگاه بدون پمپ که قادر به تبادل گاز در هوای محیط است، بزرگ باشد اما ما توانستیم آن را به صورت فشرده و با استفاده از فرآیند میکروساخت ابداع کنیم.

پژوهشگران در این پروژه توانستند کارآیی این ابزار را روی نوزاد تازه متولد شده خوک نشان دهند و سطح اکسیژن خون آنها را که کاهش یافته بود، به حالت عادی بازگردانند. دلیل انتخاب نوزاد خوک این بود که از نظر وزن و ویژگی‌های فیزیکی به نوزاد انسان شباهت دارند.

این پژوهش، در مجله “Advanced Science” به چاپ رسید.

 

منبع: ایسنا