أخبار | خيط الأسنان اليومي يتحول إلى مستشعر متطور في طفرة للقياس الدقيق للضغط النفسي
قد يرفع الضغط المزمن ضغط الدم، ويسهم في أمراض القلب والأوعية، ويضعف المناعة، ويسبب الاكتئاب والقلق. لكن أدوات قياس الضغط الحالية غالبًا مكلفة وتعتمد على تقييم ذاتي، ما يصعب القياس الدقيق للحالة الفسيولوجية الحقيقية.
لمواجهة هذا التحدي، طوّر فريق متعدد التخصصات في جامعة تافتس الأمريكية مستشعرًا جديدًا في خيط الأسنان يكشف هرمون الضغط، الكورتيزول، في اللعاب أثناء الاستخدام اليومي. ويوفر نهجًا غير باضع وعالي الدقة ومنخفض التكلفة نسبيًا.
قال أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسوب سمير سونكوسالي: «أثناء دراسة أثر الضغط في الإدراك والتعلم، وجدنا أن القياس نفسه يصبح غالبًا مصدرًا إضافيًا للضغط. لذلك فكرنا في مستشعر يندمج تمامًا في الحياة اليومية دون عبء. يحتوي اللعاب على الكورتيزول، والاستخدام المعتاد لخيط الأسنان يجعله أداة مثالية».
يشبه الجهاز حامل خيط عاديًا بمقبض بلاستيكي وخيط مشدود بين طرفيه، وحجمه يقارب السبابة. ويمتص الخيط اللعاب بالخاصية الشعرية ويوجهه إلى منطقة استشعار بالأقطاب داخل الجهاز، حيث تُلتقط جزيئات الكورتيزول وتُكشف عبر تعرف جزيئي متخصص.
طُورت التقنية الرئيسية، المسماة البوليمرات المطبوعة جزيئيًا والمبلمرة كهربائيًا (eMIPs)، لأول مرة قبل 30 عامًا. وتعمل كقالب الجبس: يكون الكورتيزول جزيء النموذج، ويتشكل حوله بوليمر ذو «شكل محفوظ». وبعد إزالة النموذج تبقى مواقع ارتباط شديدة المطابقة للجزيء المستهدف، فتتيح تعرفًا والتقاطًا انتقائيين للغاية.
قال سونكوسالي: «eMIP تقنية تحويلية. اعتمدت المستشعرات الحيوية السابقة غالبًا على مستقبلات حيوية مكلفة مثل الأجسام المضادة، بينما تستطيع eMIP إنشاء غشاء تعرف مخصص لأي جزيء مستهدف بسرعة. وهذا يقلص زمن التطوير والتكلفة كثيرًا».
قال الفريق إن حساسية مستشعر الخيط تضاهي أفضل أجهزة قياس الضغط في السوق، ويمكن استخدامه في المنزل دون تدريب متخصص، فيدمج المتابعة في الإدارة الصحية المعتادة. ويمكن لتقنية eMIP القابلة للتوسع أيضًا كشف مؤشرات حيوية أخرى في اللعاب، مثل الإستروجين لتتبع الخصوبة، والغلوكوز لمراقبة السكري، أو جزيئات مرتبطة بالسرطان، وقد تقيس مستقبلًا عدة مؤشرات معًا.
رغم جودة أداء الجهاز في المتابعة، شدد سونكوسالي على أن استخدامه الرئيسي هو إدارة المرض والتتبع المستمر، لا التشخيص. وقال: «يظل فحص الدم المعيار الذهبي للتشخيص. لكن بعد تشخيص مرض قلبي وعائي مثلًا، قد يكون مستشعر الخيط قيّمًا جدًا لتتبع الاستجابة للعلاج وإتاحة التدخل في الوقت المناسب».
يخطط الفريق لتأسيس شركة ناشئة لتسويق المستشعر. ونُشرت النتائج في ACS Applied Materials & Interfaces.
ينضم المستشعر إلى ابتكارات فريق سونكوسالي في المستشعرات القابلة للارتداء، ومنها إلكترونيات مرنة تكشف مستقلبات العرق والغازات وتتتبع الحركة، بل يمكن نسجها في المنسوجات.
المصدر:
محتوى مجمّع من الإنترنت
تاريخ النشر 2025-07-18
أُعد هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي وراجعه فريق التحرير قبل النشر.
أخبار | خيط الأسنان اليومي يتحول إلى مستشعر متطور في طفرة للقياس الدقيق للضغط النفسي
أخبار | خيط الأسنان اليومي يتحول إلى مستشعر متطور في طفرة للقياس الدقيق للضغط النفسي
قد يرفع الضغط المزمن ضغط الدم، ويسهم في أمراض القلب والأوعية، ويضعف المناعة، ويسبب الاكتئاب والقلق. لكن أدوات قياس الضغط الحالية غالبًا مكلفة وتعتمد على تقييم ذاتي، ما يصعب القياس الدقيق للحالة الفسيولوجية الحقيقية.
لمواجهة هذا التحدي، طوّر فريق متعدد التخصصات في جامعة تافتس الأمريكية مستشعرًا جديدًا في خيط الأسنان يكشف هرمون الضغط، الكورتيزول، في اللعاب أثناء الاستخدام اليومي. ويوفر نهجًا غير باضع وعالي الدقة ومنخفض التكلفة نسبيًا.
قال أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسوب سمير سونكوسالي: «أثناء دراسة أثر الضغط في الإدراك والتعلم، وجدنا أن القياس نفسه يصبح غالبًا مصدرًا إضافيًا للضغط. لذلك فكرنا في مستشعر يندمج تمامًا في الحياة اليومية دون عبء. يحتوي اللعاب على الكورتيزول، والاستخدام المعتاد لخيط الأسنان يجعله أداة مثالية».
يشبه الجهاز حامل خيط عاديًا بمقبض بلاستيكي وخيط مشدود بين طرفيه، وحجمه يقارب السبابة. ويمتص الخيط اللعاب بالخاصية الشعرية ويوجهه إلى منطقة استشعار بالأقطاب داخل الجهاز، حيث تُلتقط جزيئات الكورتيزول وتُكشف عبر تعرف جزيئي متخصص.
طُورت التقنية الرئيسية، المسماة البوليمرات المطبوعة جزيئيًا والمبلمرة كهربائيًا (eMIPs)، لأول مرة قبل 30 عامًا. وتعمل كقالب الجبس: يكون الكورتيزول جزيء النموذج، ويتشكل حوله بوليمر ذو «شكل محفوظ». وبعد إزالة النموذج تبقى مواقع ارتباط شديدة المطابقة للجزيء المستهدف، فتتيح تعرفًا والتقاطًا انتقائيين للغاية.
قال سونكوسالي: «eMIP تقنية تحويلية. اعتمدت المستشعرات الحيوية السابقة غالبًا على مستقبلات حيوية مكلفة مثل الأجسام المضادة، بينما تستطيع eMIP إنشاء غشاء تعرف مخصص لأي جزيء مستهدف بسرعة. وهذا يقلص زمن التطوير والتكلفة كثيرًا».
قال الفريق إن حساسية مستشعر الخيط تضاهي أفضل أجهزة قياس الضغط في السوق، ويمكن استخدامه في المنزل دون تدريب متخصص، فيدمج المتابعة في الإدارة الصحية المعتادة. ويمكن لتقنية eMIP القابلة للتوسع أيضًا كشف مؤشرات حيوية أخرى في اللعاب، مثل الإستروجين لتتبع الخصوبة، والغلوكوز لمراقبة السكري، أو جزيئات مرتبطة بالسرطان، وقد تقيس مستقبلًا عدة مؤشرات معًا.
رغم جودة أداء الجهاز في المتابعة، شدد سونكوسالي على أن استخدامه الرئيسي هو إدارة المرض والتتبع المستمر، لا التشخيص. وقال: «يظل فحص الدم المعيار الذهبي للتشخيص. لكن بعد تشخيص مرض قلبي وعائي مثلًا، قد يكون مستشعر الخيط قيّمًا جدًا لتتبع الاستجابة للعلاج وإتاحة التدخل في الوقت المناسب».
يخطط الفريق لتأسيس شركة ناشئة لتسويق المستشعر. ونُشرت النتائج في ACS Applied Materials & Interfaces.
ينضم المستشعر إلى ابتكارات فريق سونكوسالي في المستشعرات القابلة للارتداء، ومنها إلكترونيات مرنة تكشف مستقلبات العرق والغازات وتتتبع الحركة، بل يمكن نسجها في المنسوجات.
المصدر:
محتوى مجمّع من الإنترنت