تشخیص سرطان و ضربه مغزی با این حسگر ژلی

به نقل از فیز، این حسگر جدید تقریباً به اندازه یک دانه شن است و می‌تواند در عرض یک ماه در بدن تجزیه شود.

امید است که بتوان از این حسگر زیست‌تخریب‌پذیر برای نظارت بر سلامت افراد مبتلا به آسیب سر یا سرطان استفاده کرد.

این حسگر جدید مبتنی بر ژل همچنین برای کاشت نیازی به جراحی تهاجمی ندارد و برقراری ارتباط با آن به صورت کاملاً بی‌سیم انجام می‌شود.

وقتی این حسگر روی موش‌ها و خوک‌ها آزمایش شد، مشخص شد که به خوبیِ حسگرهای سیمی معمولی کار می‌کند.

این حسگر می‌تواند معیارهای کلیدی سلامت مانند دما، pH و فشار خون را کنترل کند. این بدان معناست که این حسگر جدید مبتنی بر ژل می‌تواند برای نظارت بر مغز بیماران از نظر تشخیص تومورها یا آسیب‌های مغزی بیشتر استفاده شود.

یک حسگر ژله‌ای بی‌سیم و ظریف

یویینگ یانگ مهندس زیست پزشکی در HUST واقع در ووهان چین و یکی از نویسندگان این مطالعه توضیح داد: به احتمال زیاد این فناوری برای افرادی که در محیط‌های پزشکی هستند، مفید خواهد بود.

کریستوفر رایش از دانشگاه یوتا که در توسعه ریزدستگاه‌های کاشتنی مشارکت دارد، می‌گوید: این یک مطالعه بسیار جامع است.

دانشمندان سال‌هاست که روی توسعه حسگرهای مغزی قابل کاشت کار می‌کنند. با این حال، اغلب این دستگاه‌ها از سیم برای انتقال داده‌ها به پزشکان استفاده می‌کنند.

این سیم‌ها به سختی وارد و خارج می‌شوند و منافذی در پوست ایجاد می‌کنند که می‌تواند به ویروس‌ها و باکتری‌ها اجازه ورود به بدن را بدهد. اگرچه حسگرهای بی‌سیم راه حلی برای این مشکل ارائه می‌دهند، اما محدوده ارتباطی محدود و اندازه نسبتاً بزرگ آنها مانعی برای توسعه و ترویج آنها بوده است.

یانگ و تیمش برای مقابله با این مسائل مجموعه‌ای از حسگرهای مکعبی‌شکل دو میلی‌متری را با استفاده از هیدروژل توسعه دادند. هیدروژل یک ماده نرم و انعطاف پذیر است که معمولاً در بازسازی بافت و دارورسانی استفاده می‌شود.

شکل این حسگرهای ژلی در واکنش به دماها، فشارها و سطوح متفاوت pH تغییر می‌کند. آنها همچنین به ارتعاشات ناشی از تغییرات در جریان خون در مغز واکنش نشان می‌دهند.

سپس متخصصان پزشکی می‌توانند با استفاده از سونوگرافی، ناحیه مورد نظر را بررسی کنند. این کار به آنها امکان می‌دهد تا تغییرات در نحوه عبور امواج فراصوت از جمجمه را از واکنش حسگر به فشار، pH و تغییرات دما تشخیص دهند.

این مکعب‌های کوچک ژلی بعد از حدود چهار ماه کاملاً در محلول نمکی حل می‌شوند و بعد از پنج هفته در مغز تجزیه می‌شوند. آزمایش‌های روی موش‌ها و خوک‌ها نشان داد که این حسگرها می‌توانند تغییرات فشار و دما را بهتر از حسگرهای معمولی تشخیص دهند.

به عنوان مثال این حسگر توانست تغییرات کوچک فشار جمجمه ناشی از تنفس خوک را تشخیص دهد. حسگرهای در مقام مقایسه فاقد این حساسیت هستند.

جولیا کرنر توسعه‌دهنده حسگرهای زیست‌پزشکی مبتنی بر هیدروژل در دانشگاه لایب‌نیتز هانوفر آلمان معتقد است که اگرچه نتایج چشمگیر هستند، اما برای تعیین اینکه آیا این حسگرها برای استفاده انسان ایمن هستند یا خیر، کار بیشتری لازم است.

نگرانی اصلی این است که آیا محصولات جانبی ایجاد شده در هنگام خراب شدن حسگرها مضر هستند یا می‌توانند در سایر قسمت‌های بدن تجمع کنند.

تانگ می‌گوید که تیمش به بررسی ایمنی این سیستم ادامه خواهند داد. آنها همچنین قصد دارند آن را برای اطمینان از عملکرد پایدار در دوره‌های طولانی‌تر و بررسی تولید در مقیاس بزرگ بهینه کنند.

این مطالعه در مجله «نیچر»(Nature) منتشر شده است.