توسط محققان دانشگاهی صورت گرفت ساخت زیست حسگرهایی برای حوزه سلامت و صنعت پزشکی

محققان دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه صنعتی امیرکبیر زیست حسگرهایی کاربردی در حوزه سلامت و صنعت پزشکی (پیشگیری و تشخیص) ساختند؛ این محصول در زمینه ابزارهای الکترونیکی پوشیدنی هوشمند مثل سنسورهای الکترونیکی پوشیدنی به کار می آید.
به گزارش طب اصیل به نقل از ایسنا، علی صدیقی، محقق طرح «تولید زیست سنسور گلوکز غیر آنزیمی منعطف پوشیدنی» با اعلان اینکه دیابت یک اختلال متابولیک و مشکل همه گیر جهانی است، اظهار داشت: سازمان جهانی بهداشت اظهار کرده که در سال ۲۰۱۴، ۴۲۲ میلیون نفر در سراسر جهان با مشکل دیابت مواجه بوده اند. این مشکل نه تنها سلامت فردی را تهدید می کند؛ بلکه هم اکنون یکی از بزرگترین موانع توسعه پایدار و رشد اقتصادیست.

وی ادامه داد: هزینه سلامت کشورهای G۷ روی دیابت، تنها در سال ۲۰۱۴، ۴۱۴ میلیارد دلار برآورد شده است. در ایران هم بیشتر از یک و نیم میلیون نفر با بیماری دیابت دست و پنجه نرم می کنند.

وی با اعلان اینکه کلید تشخیص و مدیریت بیماران دیابت، نظارت و کنترل سطح گلوکز در بدن است، اظهار داشت: از ین جهت، بمنظور جلوگیری از عوارض جانبی، سطح گلوکز باید مکررا اندازه گیری شود؛ بنابراین، توسعه سنسورهای گلوکز کم هزینه و قابل اطمینان با حساسیت و گزینش پذیری زیاد، اهمیت اقتصادی و اجتماعی اجتناب ناپذیری دارد و سبب اهمیت جهانی این مسئله در چند دهه اخیر شده است.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر اضافه کرد: معمولا برای تشخیص گلوکز از سنسورهای گلوکز الکتروشیمیایی بر پایه آنزیم استفاده می شود؛ اما پایداری و دوام شیمیایی و حرارتی آنزیم ها با مقدار pH، دمای کار، فشار جزئی اکسیژن و سطح رطوبت محیطی تحت تأثیر قرار می گیرد؛ از طرف دیگر، پایش سلامت به صورت دائمی و غیر تهاجمی در سال های اخیر مورد توجه بیشتری بوده است که منجر به ظهور سنسورهای پوشیدنی و منعطف شده است.

به قول صدیقی، ابزار الکترونیکی منعطف و منسوجات هوشمند در سالیان اخیر به طور قابل ملاحظه ای مورد توجه بوده اند و سنسورهای منعطف می توانند در غالب ابزارهای پوشیدنی مثل پوشاک هوشمند به آسانی مورد استفاده قرار گیرند.

وی افزود: هدف این پروژه ساخت سنسور غیر آنزیمی منعطف پوشیدنی بوده است که به کمک منسوجات متداول مثل پارچه پنبه ای ساخته شود. باتوجه به راحتی، در دسترس بودن و ایمنی پارچه های طبیعی مثل پنبه و کاربرد آنها در حوزه های سلامت و محیط زیست، نانو مواد به صورت جداگانه روی سطح بستر پارچه پنبه ای پوشش دهی شدند تا ابتدا رسانایی الکتریکی و در نهایت خصوصیت های الکتروکاتالیستی برای تشخیص میزان گلوکز در بدن انسان را به منسوج ببخشند.

فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر عنوان کرد: یکی از کاربردهای مهم ابزارهای الکترونیکی منعطف پوشیدنی، حسگرها و به خصوص سنسورهای الکتروشیمیایی است. برای این منظور اولا احتیاج بود تا مقاومت الکتریکی پارچه پنبه ای به پایین ترین میزان ممکن برسد، به این صورت که با لایه نشانی ترکیبات فلزی، رسانایی بستر منسوجی هزاران برابر افزایش یابد. بدین سبب نانوذرات نیکل به روش الکترولس روی سطح بستر به صورت همزمان، سنتز و لایه نشانی شد تا منسوج، رسانا شود.

وی افزود: برای لایه بعدی از نانو ذرات پلیمری پلی آنیلین بعنوان ماده رسانا، اتصال دهنده و تسریع کننده اکسایش گلوکز استفاده شد و در نهایت نانوذرات اکسید مس روی سطح کامپوزیت پوشش دهی شدند.

صدیقی اشاره کرد: نکته قابل توجه استفاده همزمان از مواد کاتالیستی مختلف برای الکترواکسایش گلوکز روی سطح است که اتصال شیمیایی قوی با سطح منسوج دارند؛ از طرف دیگر ترکیب هیبریدی جدیدی حاوی نامواد Ni-SnOx/PANI/CuO روی سطح منسوج بارگذاری شد که دارای حد تشخیص خیلی کم، حساسیت عالی، پایداری عالی و قابلیت بازتولید مطلوبی است که آنرا گزینه ای جذاب جهت استفاده عملی بعنوان سنسور زیستی غیرآنزیمی گلوکز می کند.

وی با اشاره به کاربردهای این محصول اظهار داشت: سنسورهای زیستی غیرآنزیمی می توانند در حوزه های سلامت و پزشکی مورد استفاده قرار گیرند. همینطور بعنوان بخشی از کالاهای الکترونیکی پوشیدنی و منسوجات هوشمند در آینده نزدیک کاربرد خواهند داشت.

صدیقی اشاره کرد: نوآوری کار ما بجهت استفاده از نانومواد و ترکیبات هیبریدی جدید و ترکیب آن با بسترهای منسوجی جهت استفاده بعنوان زیست سنسور پوشیدنی منعطف بوده است.

وی با اشاره به خصوصیت های این طرح اظهار داشت: مشخصه های فیزیکی و ساختاری قابل توجه مانند انعطاف، قابلیت پوشیدن، استقامت خوب، راحتی فیزیولوژیکی، تولید آسان و ارزان، دوستدار محیط زیست و ایمن برای بدن از خصوصیت های این پروژه به شمار می روند.
به قول صدیقی، همینطور از خصوصیت های کارکردی این طرح می توان به حد تشخیص خیلی کم میزان گلوکز، حساسیت بسیار زیاد، گزینش پذیری مطلوب، پایداری خوب و تکرارپذیری یا قابلیت بازتولید مطلوب آن اشاره نمود. از طرف دیگر، محدوده غلظتی بسیار گسترده این زیست سنسور غیر آنزیمی، این امکان را فراهم می آورد که علاوه بر خون، برای تشخیص گلوکز در تعرق، بزاق و حتی اشک مورد استفاده قرار گیرد.

وی با اشاره به خصوصیت های نوآورانه این طرح پژوهشی اظهار داشت: استفاده از نانومواد جدید برای کاربرد زیست سنسور، استفاده از ترکیبات مقرون به صرفه غیرآنزیمی، استفاده از روش های ارزان و آسان برای افزایش پایداری، استفاده از روش و ترکیبات جدید برای لایه نشانی نانوذرات نیکل روی سطح منسوج، استفاده و ترکیب چند ماده موثر با خواص کاتالیستی مطلوب برای بهبود کارایی زیست سنسور از خصوصیت های نوآورانه این طرح بشمار می رود.

صدیقی اشاره کرد: تولید آسان و ارزان، کارایی عالی (حساسیت بالا در محدوده غلظتی گسترده و حد تشخیص بسیار کم)، پایداری و دوام مطلوب، زیست سازگاری و سازگاری با محیط زیست، امکان تشخیص میزان گلوکز در تعرق، بزاق و حتی اشک علاوه بر خون از دیگر خصوصیت های این پروژه هستند.

محقق طرح اشاره کرد: زیست سنسورهای غیر آنزیمی گلوکز در حوزه سلامت، غذا، پزشکی (پیشگیری و تشخیص) و از طرف دیگر در حوزه ابزارهای الکترونیکی پوشیدنی هوشمند مثل سنسورهای الکترونیکی پوشیدنی کاربرد دارند.

بر مبنای اعلام دانشگاه امیرکبیر، دکتر مجید منتظر و دکتر سعیده مزینانی از اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر راهنمایی این پروژه را برعهده داشتند.

منبع: طب اصیل