معرفی فناوری جدید برای بیماران دیابتی
محققان MIT یک دستگاه غیرتهاجمی جدید توسعه دادهاند که قادر است سطح گلوکز خون را بدون نیاز به استفاده از سوزن یا حسگرهای زیرپوستی اندازهگیری کند. این اختراع میتواند انقلابی در زندگی بیماران دیابتی ایجاد کند، چرا که یکی از بزرگترین مشکلات روزانه آنها، درد ناشی از تست مکرر قند خون است. با این فناوری، بیماران میتوانند به راحتی و بدون تحمل درد یا ناراحتی، قند خون خود را کنترل کنند و از عوارض جدی ناشی از کنترل ناکافی پیشگیری نمایند. این پژوهش با تکیه بر اصول علومپایه، از جمله شناخت زیستشناسی متابولیسم گلوکز، قوانین فیزیکی انتشار و جذب امواج در بافتهای بدن و تحلیلهای ریاضی دادهها، امکان اندازهگیری غیرتهاجمی قند خون را فراهم کرده است.
مشکل روشهای فعلی
مدیریت دیابت نیازمند اندازهگیری مداوم و منظم قند خون است. برای دههها، روش رایج این بود که بیماران چندین بار در روز با سوراخ کردن نوک انگشت خود خون میگرفتند تا سطح قند خونشان را بسنجند. هرچند این روش دقت بالایی داشت، اما برای بسیاری از افراد بسیار دردناک و خستهکننده بود. در سالهای اخیر، حسگرهای پوشیدنی جایگزینی برای این روش سنتی شدهاند، اما آنها نیز نیاز به کاشت زیر پوست دارند و کاربران مجبورند حسگر خود را هر ۱۰ تا ۱۵ روز تعویض کنند. علاوه بر این، بسیاری از افراد از تحریک و حساسیت پوست به دلیل این حسگرها شکایت دارند. همین مشکلات باعث شده است که برخی بیماران قند خون خود را به اندازه کافی بررسی نکنند که این میتواند منجر به عوارض جدی مانند مشکلات قلبی، کلیوی و عصبی شود.
پیشرفتهایی مانند توسعه ابزارهای غیرتهاجمی اندازهگیری قند خون، حاصل تکیه بر علومپایهای همچون زیستشناسی، فیزیک و شیمی است؛ علومی که با شناخت دقیق فرآیندهای بدن و رفتار امواج و مواد در بافتهای انسانی، زمینهساز نوآوریهای پزشکی میشوند. در همین راستا، باشگاه علومپایه و فناوری یونسکو با تأکید بر تقویت این علوم، نقش مهمی در پرورش ایدهها و پژوهشهایی ایفا میکند که میتوانند در آینده به چنین راهکارهای کاربردی منجر شوند.
راهکار MIT: اندازهگیری با نور و طیفسنجی رامان
پژوهشگران MIT با استفاده از طیفسنجی رامان روشی را ارائه کردهاند که میتواند بدون نیاز به خونگیری، سطح گلوکز را اندازهگیری کند. طیفسنجی رامان یک روش علمی است که با تاباندن نور نزدیک به مادونقرمز یا نور مرئی روی بافتها، ترکیبات شیمیایی آنها را تحلیل میکند. در این فناوری، نور به پوست تابانده میشود و سیگنالهای بازتابی از مایع بینسلولی پوست تحلیل میشوند تا سطح گلوکز خون به طور دقیق تعیین شود. این روش مزیت بزرگی دارد؛ چون نه تنها غیرتهاجمی است، بلکه میتواند به سرعت و بدون درد نتایج را ارائه دهد.
مسیر توسعه: از پرینتر تا جعبه کفش
نسخههای اولیه این دستگاه بسیار بزرگ بودند و استفاده روزانه از آنها عملی نبود. نسخه اولیه تقریباً به اندازه یک پرینتر معمولی بود و نمیتوانست در محیط خانگی یا به عنوان ابزار قابل حمل استفاده شود. با پیشرفت تکنولوژی و انتخاب تنها سه باند رامان کلیدی از حدود هزار باند موجود، دانشمندان توانستند اندازه دستگاه را به ابعاد یک جعبه کفش کاهش دهند. این کاهش حجم به آنها امکان داد که دستگاهی کوچکتر، سبکتر و مقرون به صرفهتر بسازند. این پیشرفت نتیجه بهکارگیری علومپایه، بهویژه فیزیک نور و شیمی مولکولی است؛ جایی که شناخت برهمکنش نور با مولکولهای گلوکز و تحلیل طیفهای رامان نقش اساسی در انتخاب باندهای مؤثر و حذف دادههای غیرضروری داشته است. همچنین محققان اعلام کردهاند که نسخههای آینده ممکن است به اندازه یک ساعت باشند، به گونهای که کاربر بتواند آن را روی مچ دست خود قرار دهد و به راحتی در هر زمان قند خون خود را بررسی کند.
دقت و سرعت اندازهگیری
هر اسکن دستگاه حدود سی ثانیه طول میکشد و دقت آن با دو حسگر پوشیدنی تجاری موجود قابل مقایسه است. این یعنی بیماران میتوانند بدون نیاز به درد و ناراحتی، نتایجی دقیق و قابل اعتماد دریافت کنند. علاوه بر این، روش استفاده از تنها سه باند رامان به جای کل طیف، باعث صرفهجویی در زمان و هزینه شده و استفاده از دستگاه را سادهتر و سریعتر میکند. . چنین رویکردی نمونهای از کاربرد عملی علومپایه در حل مسائل واقعی است؛ مسیری که باشگاه علومپایه و فناوری یونسکو نیز با هدف پیوند دانش نظری و فناوریهای نوین در پژوهشهای علمی دنبال میکند.
اهمیت و آینده فناوری
اگر این فناوری به طور کامل عملیاتی شود، تقریباً همه بیماران دیابتی میتوانند از آن بهرهمند شوند و نیازی به روشهای سنتی کنترل قند خون نخواهند داشت. محققان MIT قصد دارند در مراحل بعدی، آزمایشهای بالینی بزرگتر و جامعتر انجام دهند تا مطمئن شوند دستگاه برای انواع رنگ پوست و شرایط فیزیولوژیکی مختلف قابل استفاده است. این آزمایشها برای تایید دقت و قابلیت اطمینان دستگاه ضروری هستند، زیرا تغییرات پوست و بافت بدن میتوانند روی نتایج اثر بگذارند.
جمعبندی: علوم پایه و فناوری در خدمت زندگی بدون درد دیابتیها
این فناوری میتواند پایان دوران سوزنها و حسگرهای زیرپوستی را برای بیماران دیابتی رقم بزند. با امکان اندازهگیری دقیق قند خون بدون درد، کنترل روزانه دیابت راحتتر، سریعتر و مطمئنتر خواهد شد. استفاده از طیفسنجی رامان و تکنولوژیهای نوری نوین میتواند انقلابی در مدیریت دیابت ایجاد کند و زندگی میلیونها نفر را بهبود ببخشد. در نهایت، این پیشرفت نشان میدهد که علومپایه با فراهم کردن درک عمیق از پدیدههای طبیعی و سازوکارهای زیستی، نقش تعیینکنندهای در شکلگیری فناوریهای نوین پزشکی دارند و میتوانند مستقیماً به ارتقای سلامت انسان و کیفیت زندگی او منجر شوند؛ رویکردی که باشگاه علومپایه و فناوری یونسکو نیز با هدف تبدیل دانش بنیادی به دستاوردهای کاربردی در حوزه سلامت دنبال میکند.
منبع: Pop Science