پیشرفت در علوم مواد و دستگاه های الکترونیکی مینیاتوری به توسعه نسل جدیدی از وصله های پوشیدنی منجر شده که در آینده می توانند شاخص های مختلف سلامت انسان از استرس گرفته تا سطح گلوکز خون و فعالیت قلب را رصد کنند. در همین راستا محققان یک وصله الکترونیکی ابداع کرده اند که قادر به رصد بیومولکول های موجود در بافت های عمیق است که به گفته آنها در ردیابی طیف وسیعی از شرایط وخیم سلامتی از جمله عملکرد نامناسب اعضای بدن و سرطان های خطرناک را ممکن می کند.

 

این وصله الکترونیکی نوین در حقیقت حاصل فعالیت محققان دانشگاه سن دیگو کالیفرنیا و ادامه ای بر پژوهشی است که در سال ۲۰۱۸ انجام شد. وصله ای که محققان در تحقیق قبلی ابداع کردند با استفاده از امواج اولتراساوند به طور مداوم ضخامت رگ های خونی را رصد می کرد تا خوانشی دقیق از فشار خون ارائه دهد.

 

اکنون محققان با توسعه یک نسخه از وصله برای رصد پرفیوژن خون وارد حوزه نظارت بر قلب و عروق شده اند. این قابلیت بدن انسان کلیدی به عملکرد بافت های سالم و انتقال اکسیژن و مواد مغذی است و زمانیکه مختل می شود احتمالاً نشان از عملکرد نامناسب اعضای بدن و حملات قلبی دارد. تجمیع غیرطبیعی خون نیز نشان دهنده خونریزی یا تومورهای بدخیم است.

 

در این میان رصد پرفیوژن خون به طور مداوم به ردیابی این شرایط خطرناک کمک می کند. در همین راستا محققان سعی کردند روی مولکول زیستی هموگلوبین در بافت های عمیق تمرکز کنند.

 

شنگ شو یکی از مولفان اصلی این تحقیق می گوید: مقدار و مکان هموگلوبین در بدن اطلاعاتی مهم درباره پرفیوژن خون یا تجمیع خون در نقاط خاصی فراهم می کند. دستگاه ما نشان دهنده پتانسیل بزرگی در رصد افرادی با ریسک بالای ابتلا به بیماری هاست و به دخالت پزشکی در مواقع اضطراری کمک می کند.

 

هرچند فناوری های فعلی مانندMRI و اشعه ایکس می توانند مولکول های زیستی مانند هموگلوبین را ردیابی کنند، اما آنها فقط می توانند به طور لحظه ای این کار را انجام دهند و قادر به خوانش مداوم اطلاعات مرتبط نیستند. علاوه بر آن فناوری های مذکور فقط در صورتیکه نزدیک پوست باشند، امکان انجام این کار را دارند.

 

اما وصله مذکور طوری طراحی شده تا قابلیت رصد طولانی مدت برای مولکول های زیستی که در عمق بدن وجود دارند را با کمک لیزرها فراهم کند.

 

این گجت پوشیدنی انعطاف پذیر است و به راحتی روی پوست می چسبد. این گجت شامل طیفی از لیزرهای دی یود و مبدل پیزوالکتریک با ماتریکس های پلیمری-سیلیکونی نرم است که پالس های لیزر را به بافت های زیرین می فرستد. مولکول های زیستی در اعماق بافت این انرژی اپتیکی را جذب و نوعی امواج آکوستیک تولید می کنند محیط اطراف را می پوشاند.

 

مبدل های پیزوالکتریک امواج آکوستیکی را دریافت می کنند که در یک سیستم الکتریکی فراوری می شوند تا نقشه فضایی انتشار امواج مولکول های زیستی را دوباره بازسازی کنند.

 

در تست ها این سیستم توانست نقشه های سه بعدی از هموگلوبین در بافت هایی بسازد که عمق چندسانتیمتری زیر پوست قرار داشتند.

 

به گفته محققان این سیستم را می توان طوری تنظیم کرد تا با تغییر طول موج لیزرها طیفی از مولکول های زیستی را ردیابی کند.