לחץ כרוני יכול להוביל לעלייה בלחץ הדם ולמחלות לב וכלי דם, ירידה בתפקוד החיסון, דיכאון וחרדה. לרוע המזל, הכלים בהם אנו משתמשים כדי לפקח על לחץ אינם מדויקים או יקרים לרוב, תוך הסתמכות על שאלונים לדיווח עצמי והערכות פסיכיאטריות.
כעת מהנדס בינתחומי של TUFTS וצוותו המציאו מכשיר פשוט באמצעות חוט דנטלי מעוצב במיוחד שיכול למדוד בקלות ובמדויק את קורטיזול, הורמון לחץ, בזמן אמת.
זה התחיל בשיתוף פעולה עם מספר מחלקות ברחבי Tufts, ובחן כיצד מתח ומצבים קוגניטיביים אחרים משפיעים על פתרון ולמידה. לא רצינו שמדידה תיצור מקור לחץ נוסף, ולכן חשבנו, האם נוכל ליצור מכשיר חישה שהופך לחלק מהשגרה היומיומית שלך? קורטיזול הוא סמן מתח שנמצא ברוק, ולכן חוט דנטלי נראה כמו התאמה טבעית לקחת מדגם יומיומי. "
Saneer Sonkusale, פרופסור להנדסת חשמל ומחשבים
העיצוב שלהם של חוט שיניים החושש רוק נראה ממש כמו בחירה חוט נפוצה, כאשר המיתר נמתח על פני שני שינויים המשתרעים מידית פלסטיק שטוחה, והכל בגודל האצבע המורה. הרוק נאסף על ידי פעולה נימית דרך תעלה צרה מאוד בחוט דנטלי. הנוזל נמשך אל ידית הבחירה וכרטיסייה מחוברת, שם הוא מתפשט על פני אלקטרודות המגלות את הקורטיזול.
הכרת הקורטיזול באלקטרודות מושגת בטכנולוגיה מדהימה שפותחה לפני כמעט 30 שנה הנקראת פולימרים מוטבעות מולקולריות אלקטרולימריות (EPIPS). הם עובדים באופן דומה לאופן בו אתה עשוי להכין גבס גבס של היד שלך. פולימר נוצר סביב מולקולת תבנית, במקרה זה קורטיזול, אשר מאוחר יותר מוסר כדי להשאיר אחרי אתרי כריכה. לאתרים אלה יש "זיכרון" צורה פיזית וכימית של מולקולת היעד, כך שהם יכולים לקשור מולקולות צפיפות חופשיות שנכנסות.
תבניות ה- EMIP הן מגוונות, כך שניתן ליצור חיישני חוט דנטליים המגלים מולקולות אחרות שניתן למצוא ברוק, כמו אסטרוגן למעקב אחר פוריות, גלוקוז לניטור סוכרת או סמנים לסרטן. יש גם פוטנציאל לאיתור סמנים ביולוגיים מרובים ברוק בו זמנית, לניטור מדויק יותר אחר לחץ, מחלות לב וכלי דם, סרטן ומצבים אחרים.
"גישת ה- EMIP היא מחליף משחקים", אמר סונקוסייל. "חיישנים ביולוגיים פותחו בדרך כלל באמצעות נוגדנים או קולטנים אחרים המרימים את המולקולה המעניינת. ברגע שנמצא סמן, עבודה רבה צריכה להיכנס להנדסה ביולוגית של המולקולה המקבלת המחוברת לחיישן. EMIP לא מסתמכת על השקעה רבה ביצירת נוגדנים או קולטנים. אם אתה מגלה סימן חדש למצב של" או כל אחד מהם ".
דיוק חיישני הקורטיזול דומה לחיישנים בעלי הביצועים הטובים ביותר בשוק או בפיתוח. הכנסת מכשיר זה לבית ובידי אנשים ללא צורך באימונים תאפשר לקפל ניטור מתח להיבטים רבים של שירותי הבריאות. נכון לעכשיו סונקוסייל ועמיתיו יוצרים סטארט -אפ לנסות ולהביא את המוצר לשוק.
הוא מציין כי בעוד שחיישן החוט השיניים הוא מדויק מאוד מבחינה כמותית, התרגול של מעקב אחר סמנים ברוק הוא הטוב ביותר לניטור, ולא לאבחון ראשוני של מצב. זה בחלקו מכיוון שסמני הרוק עדיין יכולים להיות בעלי וריאציות בין יחידים.
"עבור אבחון, הדם הוא עדיין תקן הזהב, אך ברגע שאתה מאובחן ומכניס תרופות, אם אתה צריך לעקוב, נניח, מצב לב וכלי דם לאורך זמן כדי לבדוק אם בריאות הלב שלך משתפרת, אז מעקב עם החיישן יכול להיות קל ומאפשר התערבויות בזמן כשצריך," הוא אומר.
המחקר החדש, שפורסם בכתב העת ACS מיושמים חומרים וממשקיםמוסיף למספר חידושים חיישנים מבוססי חוט של סונקוזיל וצוות המחקר שלו כולל חיישנים שיכולים לאתר גזים, מטבוליטים בזיעה או בתנועה כאשר הם משובצים בבגדים ורכבים שניתן לארוג למכשירים אלקטרוניים גמישים.
