مهار دیابت با سلاح فنـاوری

دیابت، بیماری‌ای است که در صورت کنترل آن، فرد می‌تواند سال‌ها بدون مشکل جدی با آن زندگی کند. اما در صورتی که میزان انسولین خون تحت نظر مداوم نباشد، می‌تواند خطرات جبران‌ناپذیری برای بیمار ایجاد کند. به همین علت هنگام تزریق انسولین، تزریق مقدار دقیق برای فرد بیمار بسیار مهم است. به همین علت محققان همواره به دنبال راه‌حلی هستند تا انسولین در بدن مبتلایان به دیابت با دقت بالاتر و دردسر کمتر سنجیده شود.

محققان دانشگاه صنعتی اصفهان بتازگی موفق به ساخت نمونه آزمایشگاهی حسگر زیستی شدند که میزان انسولین موجود در خون را بدون نیاز به نمونه‌گیری و با دقت بالا اندازه‌گیری می‌کند. این حسگر زیستی از نانو ذرات طلا ساخته شده و در صورت توسعه این فناوری، نمونه‌هایی با قابلیت استفاده ساده‌تر در دسترس افرادی که نیاز به سنجش انسولین دارند، قرار خواهد گرفت.

دکتر علی‌اصغر انصافی، رئیس قطب علمی سنسور و شیمی سبز و معاون پژوهشی دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان، درباره این حسگر زیستی و نقش آن در ساده‌سازی روند سنجش انسولین خون به جام‌جم می‌گوید: تولید علم سنجش انسولین به این روش برای اولین بار در کشور انجام می‌شود.

در حال حاضر حسگری تولید شده که می‌تواند میزان انسولین را در خون اندازه‌گیری کند. اگر این فناوری بزودی ساخته شود، فرد می‌تواند با فرو کردن یک سوزن بسیار نازک در رگ میزان انسولین خون خود را اندازه‌گیری کند. وی می‌افزاید: معمولا در علوم پایه تولید علم کرده و بعد از آن مهندسان این علم را تبدیل به فناوری قابل استفاده می‌کنند. سپس برای ساده کردن عملکرد محصولی که طراحی و تولید می‌شود، نیاز به پیاده شدن یک فناوری روی نمونه اولیه است. متخصصان برق و الکترونیک و رشته‌های مرتبط می‌توانند چنین فناوری‌هایی را طراحی و تولید کنند. اکنون زمان اختصاص بودجه به این طرح و ساخت نمونه‌های قابل استفاده برای افراد است.

پیش از این نیز در پژوهشی مشابه، حسگر زیستی تشخیص سرطان خون طراحی شده بود که تاکنون بودجه مورد نیاز برای طراحی فناوری آن در نظر گرفته نشده است. روش کار این حسگر به این شکل است که پیش از آن که فرد به سرطان خون مبتلا شود، اگر ژن مورد نظر فعال شده باشد، این حسگر آن را تشخیص می‌دهد. به این ترتیب پیش از آن که سلول‌ها سرطانی شوند، می‌توان از وقوع آن جلوگیری کرد.

طراحی حسگر زیستی به کمک نانوذرات طلا

نمونه آزمایشگاهی این حسگر زیستی قابلیت انتخابگری دارد و بدون نیاز به آماده‌سازی نمونه خونی، می‌تواند انسولین موجود در خون را بسنجد. این حسگر می‌تواند مقدار انسولین خون را در محدوده یک تا هزار نانومول در لیتر اندازه‌گیری کند. همچنین با حساسیت بسیار بالا می‌تواند با دقت خوبی هورمون انسولین را در خون تشخیص دهد و به همین علت قابلیت استفاده در آزمایشگاه‌های تشخیص طبی را خواهد داشت. استاد دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان درباره فرآیند طراحی و ساخت این حسگر می‌افزاید: در فرآیند ساخت این حسگر ابتدا پلیمر پلی ارتوفنیلن دی‌امین، به روش الکتروشیمیایی روی سطح نانو ذرات طلا نشانده می‌شود، سپس تک رشته دی‌ان‌ای (DNA) حساس به انسولین با پیوند سولفیدی روی این بستر قرار می‌گیرد. اکنون روی یک بستر گرافیکی نانوذرات طلا قرار گرفته است که روی آنها زنجیره‌های دی‌ان‌ای وجود دارد و این زنجیره‌ها مختص شناسایی انسولین است.

اگر انسولین در فضای اطراف وجود داشته باشد، اطراف انسولین را پوشش می‌دهد، اما به ترکیبات دیگر کاری ندارد. در واقع انسولین بعد از برهم‌کنش با زنجیره دی‌ان‌ای، پوشش قفس‌مانند چهار وجهی ایجاد می‌کند که فضای اطراف انسولین را پوشش می‌دهد. به این ترتیب وقتی دی‌ان‌ای آزاد است یک سیگنال به ما می‌دهد و وقتی با انسولین در تماس است، یک سیگنال دیگر می‌دهد. اختلاف این سیگنال‌ها متناسب با مقدار انسولینی است که در خون فرد وجود دارد. وی تصریح می‌کند اکنون دانش این کار تولید شده، اما هنوز بودجه لازم برای توسعه آن تخصیص داده نشده است.

طراحی و ساخت این حسگرها نیازمند روشی است که بتوان دی‌ان‌ای را به صورت پایدار روی بستر تشکیل شده حفظ کرده و تعداد زنجیره‌ها را نیز کنترل کرد.

با برخی فناوری‌های کنترل دیابـت آشنا شویـد

دیابت بیماری‌ای است که سالیان سال افراد بسیاری با آن دست به گریبانند و متناسب با رشد علم و توسعه فناوری، فناوری‌های مرتبط با درمان دیابت نیز وارد بازار می‌شود. برخی از این فناوری‌ها مرتبط با روش‌های درمانی و قابل استفاده در مراکز درمانی است. این در حالی است که کنترل میزان قند خون همواره بر عهده فرد بیمار است و ایجاد نوآوری‌های خلاقانه در این زمینه می‌تواند به کنترل بهتر این بیماری کمک کند.

دستگاه تنظیم انسولین با پانکراس مصنوعی

عوامل بسیاری مانند دیابت، انجام ورزش‌های سنگین و استرس زیاد می‌تواند سطح گلوکز را در بدن افراد تغییر دهد. به همین دلیل در این موارد نیاز به فناوری هوشمندی وجود دارد که به کنترل گلوکز کمک کند. پانکراس مصنوعی وسیله‌ای است که به این منظور ساخته شده تا در صورت افت قند خون، به طور خودکار انسولین را به خون تزریق کند. این فناوری بخصوص برای بیماران مبتلا به دیابت نوع یک کارآمد است و می‌تواند کنترل قند خون و تزریق انسولین را همزمان انجام دهد. این افراد باید در زمان‌های مختلف در طول روز قند خون خود را اندازه‌گیری کرده و در صورت نیاز انسولین را زیر پوست خود تزریق کنند. اما این دستگاه می‌تواند به صورت خودکار و با سوزنی که زیر خون تزریق شده، این کار را انجام دهد. بدن افراد دیابتی در طول روز به میزان مشخصی انسولین نیاز دارد. با این حال اگر بیمار مقدار زیادی قند مصرف کند یا فعالیت بدنی کمتر و بیشتر داشته باشد، این میزان تغییر خواهد کرد. یکی دیگر از مزایای این دستگاه این است که به صورت لحظه‌ای
و با در نظر گرفتن همه فعالیت‌های بدنی انسولین را تزریق می‌کند. همچنین در این روش خطرات انجام جراحی باز و قبول نکردن عضو جدید در بدن وجود ندارد.

نرم‌افزارهایی برای اندازه‌گیری قند خون

دنیای امروز دنیای اپلیکیشن‌ها و نرم‌افزارهای کاربردی با کاربری آسان و قابل دسترس است. بدون اغراق می‌توان گفت امروزه برای هر فعالیتی اپلیکیشن مخصوصی طراحی شده است. اپلیکیشن‌های پزشکی به دلیل آسان‌کردن بسیاری از فرآیندهای سنجشی مورد استقبال واقع شده‌اند و کمک بسیاری به حفظ سلامت افراد می‌کنند. اکنون اپلیکیشنی معرفی شده است که می‌تواند قند خون را بدون نیاز به ایجاد خراش روی سطح پوست بسنجد. این اپلیکیشن به کمک حسگری به ضخامت یک تار مو که داخل ساعت‌های هوشمند تعبیه شده است، می‌تواند هر پنج دقیقه یک بار اطلاعات مربوط به سطح قند خون را در اختیار فرد قرار دهد. این اپلیکیشن مورد تایید سازمان‌های بهداشتی ـ درمانی جهان مثل سازمان غذا و داروی آمریکا نیز قرار گرفته و می‌توان نسبت به دقت آن مطمئن بود.

برچسبی برای تشخیص قند خون

روش‌های مرسوم اندازه‌گیری قند خون مانند نمونه‌برداری از خون سر انگشتان، از روش‌های ناخوشایند برای مبتلایان به دیابت است. به همین علت محققان همیشه به دنبال کنار گذاشتن روش‌های دردناک و جایگزینی روش‌های ساده‌تر هستند. یکی از فناوری‌های مرتبط با تشخیص قند خون استفاده از دستگاه انعطاف‌پذیری است که مانند برچسب روی بدن قرار می‌گیرد. این دستگاه در واقع از الکترودهای دقیقی تشکیل شده که بر مبنای الگوی مشخصی کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. این برچسب جریان ضعیف الکتریسیته روی پوست ایجاد می‌کند و باعث می‌شود یون‌های سدیمی که در مایع بین سلولی قرار گرفته‌اند، به سمت الکترودها حرکت کنند. این یون‌ها مولکول‌های گلوکز را همراه خود حمل می‌کنند و الکترودها بار الکتریکی ایجاد شده توسط گلوکز را اندازه‌گیری می‌کند. به این ترتیب سطح گلوکز قند خون بدون ایجاد خراش و آسیب اندازه‌گیری می‌شود.

سپیده شعرباف