Loading...
محققان امید دارند که دورۀ روش‌های تهاجمی‌و با استفاده از سوزن برای اندازه‌گیری قند خون افراد دیابتی به پایان برسد. مطالعه نشان می‌دهد که طیف سنجی غیرتهاجمی می‌تواند برای نظارت سطح گلوکز خون مورد استفاده قرار گیرد. بیماران مبتلا به دیابت باید چندین بار در روز میزان قند خون خود را آزمایش کنند تا مطمئن شوند که سطح آن خیلی زیاد یا خیلی پایین نیست. مطالعات نشان داده‌اند که بیش از نیمی از بیماران اغلب به اندازۀ کافی تست نمی‌کنند، و این به دلیل درد و ناراحتی ناشی از خراش و زخم سوزن است.
یک جایگزین قابل استفاده برای این کار، روش طیف سنجی رامان است؛ یک روش غیر تهاجمی که با درخشش نور فروسرخ نزدیک (محدودۀ طول موجی بین 780 تا 2500 nm) روی آن، ترکیب شیمیایی بافت، مانند پوست را آشکار می‌کند. اکنون دانشمندان MIT گامی مهم در جهت عملی کردن این روش برای استفادۀ بیماران برداشته‌اند: آنها نشان داده‌اند که می‌توانند از آن برای‌اندازه گیری مستقیم غلظت گلوکز از طریق پوست استفاده کنند. تاکنون، سطح گلوکز به طور غیرمستقیم محاسبه می‌شد، بر اساس مقایسه‌ای بین سیگنال‌های رامان و‌اندازه‌گیری مرجع میزان قند خون.
پیتر سو، استاد مهندسی بیولوژیک و مکانیک در دانشگاه MIT می‌گوید: "در حالی که کار بیشتری برای توسعۀ این فناوری به وسیله‌ای کاربرپسند نیاز است، این پیشرفت نشان می‌دهد که ساخت یک سنسور مبتنی بر رامان برای نظارت مداوم گلوکز می‌تواند امکان پذیر باشد."
سو، کسی که یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه و مدیر مرکز تحقیقات بیولوژیکی لیزر MIT است، می‌گوید: "امروز، دیابت یک بیماری همه‌گیر جهانی است. اگر روش مناسبی برای نظارت مداوم گلوکز وجود داشته باشد، می‌توان به فکر توسعه مدیریت بهتر بیماری بود."
سونگ هیون نام، از موسسه فناوری پیشرفته سامسونگ در سئول هم یک نویسنده ارشد این مطالعه است که امروز در Science Advances نمایان شده است. جئون وونگ کانگ، دانشمند پژوهش در MIT و یون سانگ پارک، عضو هیات تحقیقاتی در موسسه فناوری پیشرفته سامسونگ، نویسندگان اصلی این مقاله هستند.
دیدن از طریق پوست :
طیف سنجی رامان می‌تواند برای شناسایی ترکیب شیمیایی بافت با تجزیه و تحلیل چگونگی پراکندگی یا شکست نور مادون قرمز (فروسرخ) توسط آن استفاده شود، زیرا با انواع مختلفی از مولکول‌ها روبرو می‌شود. مرکز تحقیقات زیست پزشکی لیزر MIT بیش از 20 سال است که روی سنسورهای گلوکز مبتنی بر طیف سنجی رامان کار می‌کند. پرتوی لیزر فروسرخ نزدیک که برای طیف سنجی رامان مورد استفاده قرار می‌گیرد، تنها می‌تواند چند میلی‌متر را به درون بافت نفوذ کند، پس تنها می‌تواند میزان گلوکز درون مایع اطراف سلول‌های پوست را اندازه‌گیری کند، بنابراین یکی از پیشرفت‌های اساسی ایجاد راهی برای کشف ارتباط اندازه‌گیری گلوکز از مایعاتی که سلول‌های پوستی را فراگرفته، که به عنوان مایع بینابینی معروف است، و سطح گلوکز خون است.
با این حال، یک مانع مهم دیگر باقی مانده است: سیگنال تولید شده توسط گلوکز توسط بسیاری از اجزای دیگر بافت موجود در پوست، ناپدید می‌شود. کانگ می‌گوید: "وقتی اندازه گیری سیگنال از بافت انجام می‌شود، بیشتر سیگنال‌های قوی از اجزای جامد مانند پروتئین‌ها، لیپیدها و کلاژن حاصل می‌شوند. گلوکز مقدار کم و بسیار کوچکی از کل سیگنال است. به همین دلیل، تاکنون نتوانسته‌ایم سیگنال گلوکز را در کل سیگنال اندازه‌گیری شده ببینیم. " برای کار در این زمینه، تیم MIT روش‌هایی را برای محاسبه سطح گلوکز به طور غیر مستقیم به وسیلۀ مقایسۀ داده‌های رامان از نمونه‌های پوست، با غلظت گلوکز در نمونه‌های خون گرفته شده در همان لحظه، تهیه کرده است. با این حال، این رویکرد نیاز به کالیبراسیون مکرر دارد و با حرکت سوژه یا تغییر شرایط محیط می‌تواند پیش بینی‌ها را به هم بزند. برای مطالعه جدید، محققان رویکرد جدیدی ایجاد کردند که به آنها امکان می‌دهد سیگنال گلوکز را مستقیماً مشاهده کنند. جنبۀ جدید این روش این است که آنها نور مادون قرمز را روی زاویۀ حدود 60 درجه روی پوست می‌تابانند، اما سیگنال رامان حاصل را از فیبر عمود بر پوست جمع می‌کنند. این منجر به یک سیگنال کلی قوی‌تر می‌شود زیرا سیگنال گلوکز رامان می‌تواند وقتی سیگنال منعکس شدۀ ناخواسته از سطح پوست خارج و به نوعی فیلتر می‌شود، بهتر جمع‌آوری شود.
محققان این سیستم را در خوک‌ها آزمایش کردند و دریافتند که 10 تا 15 دقیقه پس از کالیبراسیون، تا یک ساعت بعد، می‌توانند خوانش دقیق گلوکز را دریافت کنند. آنها خوانش‌ها را با اندازه گیری گلوکز از نمونۀ خون (روش سابق) مقایسه کردند.
سو: "این اولین بار است كه ما مستقیماً سیگنال گلوكز را از بافت به روش transdermal(از طریق پوست) مشاهده می‌كنیم، بدون آنكه محاسبات پیشرفته و استخراج سیگنال‌های پیچیده و زیادی را پشت سر بگذاریم."
محققان می‌گویند پیشرفت بیشتر این فناوری قبل از استفادۀ گسترده از سیستم مبتنی بر رامان برای نظارت بر مبتلایان به دیابت مورد نیاز است. آنها به امید آزمایش چنین دستگاهی بر روی بیماران دیابتی، اکنون قصد دارند روی کوچک کردن دستگاه که تقریباً اندازه چاپگر دسک‌تاپ است، کار کنند تا بتواند قابل حمل باشد. سو می‌گوید: "ممکن است به شکل یک دستگاه باشد که در خانه یا دفتر کار خود داشته باشید که بتوانید هر از چند گاهی انگشت خود را در آن قرار دهید و نتایج سطح گلوکز را به شما نشان دهد، یا ممکن است یک پروب باشد که به پوست خود نگه دارید." در طولانی مدت، آنها امیدوارند که یک نمایشگر پوشیدنی ایجاد کنند که بتواند به صورت مداوم گلوکز را اندازه‌گیری کند. این تحقیق توسط مؤسسات ملی بهداشت، مؤسسه فناوری پیشرفته سامسونگ، مرکز تحقیقات و فناوری اتحاد سنگاپور-میت و شرکت حماماتسو تأمین شده است.
گرد آوری: یاسمن سبحانی
