ابداع روش جدید پایش سلامت از طریق تنفس پوست

پژوهشگران دانشگاه Northwestern موفق به توسعه حسگر پوشیدنی جدیدی شده‌اند که می‌تواند سلامت بدن انسان را بدون تماس مستقیم با پوست از طریق تنفس پوست، به‌دقت پایش کند.

به گزارش بازتاب امروز، این فناوری که با عنوان حسگر شار اپیدرمی (EFS) شناخته می‌شود، قادر است از طریق اندازه‌گیری مولکول‌هایی که به‌ طور مداوم وارد پوست یا خارج می‌شوند، اطلاعات ارزشمندی درباره وضعیت جسمی فرد ارائه دهد.

بر اساس مقاله منتشرشده در نشریه Nature، این حسگر با ایجاد یک محفظه کوچک در فاصله‌ای اندک از سطح پوست عمل می‌کند و درون آن، حسگرهایی تعبیه شده‌اند که بخار آب، ترکیبات آلی فرار (VOCs) و دی‌اکسید کربن را اندازه‌گیری می‌کنند. این سامانه برخلاف حسگرهای پوشیدنی سنتی که برای دریافت داده‌ها نیاز به تماس مستقیم با پوست دارند، هیچ‌گونه تماسی با بافت پوستی برقرار نمی‌کند و این مزیت، آن را برای پایش زخم‌های باز و پوست‌های آسیب‌دیده بسیار مناسب می‌سازد.

طراحی هوشمند این دستگاه شامل یک دریچه قابل برنامه‌ریزی است، که با باز و بسته شدن، جریان هوای درون محفظه را تنظیم می‌کند. دستگاه در حالت بسته می‌تواند تغییرات غلظت مواد شیمیایی منتشرشده از سطح پوست را در طول زمان دنبال کند و از این طریق، سرعت حرکت مولکول‌ها را به درون یا بیرون بدن محاسبه نماید.

قابلیت‌های این فناوری تنها به تشخیص رطوبت یا فعالیت‌های ساده پوستی محدود نمی‌شود. محققان در یکی از آزمایش‌های انجام‌شده، این حسگرها را به‌ طور هم‌زمان روی شش نقطه مختلف بدن قرار دادند تا میزان کلی از دست رفتن آب را ارزیابی کنند. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که این دستگاه می‌تواند در پایش تعادل مایعات بدن، به‌ویژه در نوزادان نارس، بسیار کارآمد باشد.

پژوهشگران در آزمایش دیگری، برای بررسی روند ترمیم زخم، این حسگر را روی زخم‌های پوستی موش‌های سالم و دیابتی نصب کردند. نتایج نشان داد که اگرچه در موش‌های سالم، ترمیم ظاهری زخم با بازگشت عملکرد سد پوستی هم‌زمان بود، اما در موش‌های دیابتی، این بازگشت تا چندین هفته پس از ترمیم ظاهری به تعویق افتاد. این یافته‌ها می‌تواند نقش مهمی در تدوین راهبردهای مؤثرتر برای درمان زخم‌های دیابتی ایفا کند.

همچنین این دستگاه توانست رشد باکتری E. coli در زخم‌های خوک را از طریق شناسایی الگوهای افزایش ترکیبات آلی فرار تشخیص دهد و به‌ عنوان یک سامانه هشدار زودهنگام برای عفونت‌های پوستی عمل کند.

این فناوری در کنار کاربردهای پزشکی، در حوزه ایمنی محیطی نیز توانسته است کارایی خود را نشان دهد. دستگاه پایش سلامت از طریق تنفس پوست در آزمایشی دیگر، میزان نفوذ بخار اتانول به داخل پوست را در شرایط محیطی مختلف بررسی کرد و اطلاعاتی دقیق درباره تعامل پوست با مواد شیمیایی جوی به‌دست آورد.

به گفته پژوهشگران، این فناوری نوآورانه می‌تواند در آینده‌ای نه‌چندان دور به ابزار روزمره‌ای برای پایش سلامت شخصی، مدیریت بهتر زخم‌ها و شناسایی خطرات محیطی تبدیل شود؛ آن‌ هم بدون اینکه هیچ حسگری با پوست، تماس مستقیم داشته باشد.

این دستاورد نوین، چشم‌اندازی روشن برای پزشکی غیرتهاجمی و مراقبت‌های بهداشتی شخصی ترسیم می‌کند و می‌تواند گامی مؤثر در جهت توسعه ابزارهای هوشمند و بی‌سیم در عرصه سلامت باشد.