Search
בינה מלאכותית מציגה את אותו דיוק כמו קרדיולוג באיתור מחלות לב ראומטיות

מוניטור בריאות לביש מודפס בתלת מימד עוקב אחר ביוכימיקלים בזיעה

מוניטור בריאות לביש שפותח על ידי חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון סטייט יכול למדוד באופן אמין רמות של ביוכימיקלים חשובים בזיעה במהלך פעילות גופנית.

המוניטור המודפס בתלת מימד יוכל יום אחד לספק דרך פשוטה ולא פולשנית לעקוב אחר מצבים בריאותיים ולאבחן מחלות נפוצות, כגון סוכרת, גאוט, מחלת כליות או מחלות לב.

בדיווח בכתב העת, ACS Sensors, החוקרים הצליחו לנטר במדויק את רמות הגלוקוז, הלקטאט וחומצת השתן של המתנדבים, כמו גם את קצב ההזעה שלהם במהלך פעילות גופנית.

סוכרת היא בעיה מרכזית ברחבי העולם. אני חושב שהדפסת תלת מימד יכולה לעשות הבדל בתחומי הבריאות, ורציתי לראות אם נוכל לשלב הדפסת תלת מימד עם שיטות זיהוי מחלות כדי ליצור מכשיר כזה".

Chuchu Chen, Ph.D. סטודנט ומחבר ראשון על הנייר

עבור מוניטור תקינות ההוכחה שלהם, החוקרים השתמשו בהדפסת תלת מימד כדי ליצור את מוניטור הבריאות בתהליך ייצור ייחודי שלב אחד. החוקרים השתמשו בזרז של אטום בודד ובתגובות אנזימטיות כדי לשפר את האות ולמדוד רמות נמוכות של הסמנים הביולוגיים. שלושה חיישנים ביולוגיים על הצג משנים צבע כדי לציין את הרמות הביוכימיות הספציפיות.

זיעה מכילה מטבוליטים חשובים רבים שיכולים להצביע על מצבים בריאותיים, אך בניגוד לדגימת דם, היא אינה פולשנית. רמות חומצת שתן בזיעה יכולות להצביע על הסיכון לפתח גאוט, מחלת כליות או מחלת לב. רמות הגלוקוז משמשות לניטור סוכרת, ורמות הלקטאט יכולות להעיד על עצימות פעילות גופנית.

"קצב הזעה הוא גם פרמטר חשוב ואינדיקטור פיזיולוגי לבריאותם של אנשים", אמר Kaiyan Qiu, עוזר פרופסור ברי בבית הספר להנדסת מכונות וחומרים של WSU.

אבל כמות הכימיקלים האלה בזיעה היא זעירה ויכולה להיות קשה למדידה, ציינו החוקרים. בעוד חיישני זיעה אחרים פותחו, הם מורכבים וצריכים ציוד מיוחד ומומחיות כדי לייצר אותם. החיישנים צריכים להיות גם גמישים וניתנים למתיחה.

"זה חדשני להשתמש בזרזים של אטום בודד כדי לשפר את הרגישות והדיוק של מוניטור הבריאות", אמרה אנני דו, פרופסור מחקר בבית הספר להנדסת מכונות וחומרים של WSU. צ'יו ודו הובילו את המחקר.

מוניטור הבריאות שפיתחו החוקרים עשוי מתעלות זעירות מאוד למדידת קצב הזיעה וריכוז הסמנים הביולוגיים. מכיוון שהם מיוצרים באמצעות הדפסת תלת מימד, ערוצי המיקרו אינם דורשים שום מבנה תומך, מה שעלול לגרום לבעיות זיהום בעת הסרתם, אמר Qiu.

"אנחנו צריכים למדוד את הריכוזים הזעירים של סמנים ביולוגיים, אז אנחנו לא רוצים שהחומרים התומכים האלה יהיו נוכחים או נצטרך להסיר אותם", אמר. "לכן אנו משתמשים בשיטה ייחודית להדפסת הערוצים המיקרו-נוזליים התומכים בעצמם."

כאשר השוו החוקרים את המוניטורים על זרועותיהם של מתנדבים לתוצאות מעבדה, הם גילו שהמוניטור שלהם מודד בצורה מדויקת ומהימנה את ריכוז הכימיקלים וכן את קצב ההזעה.

בעוד החוקרים בחרו בתחילה שלושה סמנים ביולוגיים למדידה, הם יכולים להוסיף עוד, וניתן להתאים את הסמנים הביולוגיים. המוניטורים היו נוחים גם למתנדבים לענידה.

החוקרים עובדים כעת כדי לשפר עוד יותר את עיצוב המכשיר ואימותו. הם גם מקווים למסחר את הטכנולוגיה. משרד WSU למסחור הגיש גם בקשה לפטנט זמנית כדי להגן על הקניין הרוחני הקשור לטכנולוגיה זו.

העבודה מומנה על ידי הקרן הלאומית למדע והמרכזים לבקרת מחלות ומניעתן, וכן באמצעות קרנות סטארט-אפ.

דילוג לתוכן