حسگرهای زیستی تعبیه شده در نوعی بانداژ می توانند بر زخم های پای دیابتی برای جلوگیری از قطع عضو نظارت کنند

30ژوئیه 2021- در یک گفتگوی اتفاقی بین دکتر سیمون پالفریمن و دکتر مانیشا گوپتا، درباره تحقیقاتشان، ابداع یک پانسمان هوشمند برای زخم پای دیابتی به آنها الهام شد. دکتر پالفریمن، متخصص مراقبت از زخم است و دکتر گوپتا، پیشرو در ایجاد حسگرهای زیستی است که می توانند به پوست متصل شوند تا بر مواردی مانند دما یا وجود میکروب ها نظارت کنند.

پالفریمن، استادیار دانشکده پرستاری، اظهار ناامیدی کرد که علیرغم تلاش بسیار تیم های مراقبت های بهداشتی، سالانه بیش از هزار نفر در آلبرتا به دلیل عوارض ناشی از زخم پای دیابتی اندام تحتانی خود را از دست می دهند.در آن زمان بود که سنسورهای کوچکی که تیم دکتر گوپتا در دانشکده فنی مهندسی ساخته بودند، الهام بخش ابداع بانداژی شد که می توانند برای تشخیص و درمان زخم های پا قبل از آنکه شدت آسیب به حدی برسد که نیاز به قطع عضو داشته باشند، مورد استفاده قرار گیرند.

دکتر گوپتا و پالفریمن با دکتر داگلاس زوخدن، متخصص مغز و اعصاب، که در زمینه آسیب عصبی که زخم پای دیابتی را خطرناک می کند، تخصص دارد، تماس گرفتند و تیم جدیدی متولد شد.

مداخله زودهنگام ضروری است

هدف از پروژه ی مشترک جدید آنها توسعه و آزمایش یک حسگر جدید بود که می تواند در پانسمان زخم تعبیه شده یا مانند سواب برای تجزیه و تحلیل زخم استفاده شود. این سنسور تا چهار متغیر - احتمالاً الکترولیت ها، دما ، فشار و غلظت گلوکز - را اندازه گیری می کند تا پزشکان بتوانند پیشرفت بهبودی زخم را رصد کنند، عوارض را تشخیص داده و درمان های دقیقی را برای هر بیمار انتخاب و بکار گیرند.

دکتر گوپتا گفت: محور اصلی درمان، داروهای سفارشی است که برای هر بیمار باید طراحی شود.

دکتر پالفریمن گفت: ایده ی ما این است که زودتر به این هدف برسیم، زمانی که زخم ها در مراحل اولیه هستند و ارزان تر و آسان تر درمان می شوند، نه زمانی که زخم وسیع و عمیق می شود و بهبود نمی یابد و مسائلی مانند عفونت آن را پیچیده تر می کند. مداخله فوری پزشکی در مورد زخم های پای دیابتی لازم است زیرا می توانند به سرعت بدتر شوند.

دکتر مانیشا گوپتا ، محقق مهندسی برق، یک حسگر زیستی انعطاف پذیر با چاپگر سه بعدی در آزمایشگاه خود ساخته است. تیم او تاکنون حسگرهای زیستی متعددی را برای اندازه گیری فشار، غلظت گلوکز و یون ها تولید کرده اند.

دکتر زوخودن مدیر موسسه علوم اعصاب و سلامت روان و مدیر بخش مغز و اعصاب، توضیح داد که دیابت باعث آسیب عصبی موسوم به پلی نوروپاتی دیابتی می شود، به این معنی که برخی از افراد ممکن است بدون اینکه متوجه شوند به پوست خود آسیب برسانند یا دچار زخم شدید شوند. کمبود اعصاب نیز باعث کند شدن روند بهبود می شود.درمان این زخم ها مانند کار در غار بدون چراغ روشن است. ما از بیوشیمی اولیه ی آنچه در این زخم ها می گذرد و چرا آنها بهبود نمی یابند اطلاعات کمی داریم، بنابراین این فناوری توانمند که دکتر گوپتا توسعه داده است، دارای امکانات فوق العاده ای برای کمک به درک این حقایق است.

این دستگاه می تواند به کسانی که در مناطق دور افتاده هستند، کمک کند

بیش از نیمی از افراد مبتلا به دیابت به پلی نوروپاتی و 15 تا 20 درصد به زخم پا مبتلا می شوند. نتایج درمان این زخم ها غالباً ضعیف است، به گفته مربیان دیابت کلگری، تقریباً سه نفر از چهار بیمار در عرض پنج سال بعد از یک قطع عضو اندام تحتانی می میرند.

دکتر گوپتا گفت: فناوری های فعلی اجازه ی اندازه گیری موضعی زخم ها را نمی دهند. تازگی کار ما این است که ما قصد داریم بر چندین پارامتر در محیط واقعی زخم نظارت کنیم.

تیم گوپتا قبلاً حسگرهای زیستی برای اندازه گیری فشار، سطح گلوکز و یون ها ایجاد کرده اند. این حسگرهای مبتنی بر ترانزیستور، با استفاده از مواد زیست سازگار مانند طلا و نیمه هادی های ارگانیک که در محیط آبی به خوبی کار می کنند و توسط سیستم ایمنی بدن رد نمی شوند، به صورت سه بعدی چاپ می شوند. سنسورها می توانند به اندازه ده میکرون، تقریباً یک هفتم عرض یک موی انسان باشند.

سنسورهای جدید زخم پای دیابت برای حیوانات دیابتی و بعداً  برای داوطلبان انسانی ساخته و آزمایش خواهند شد. این تیم با شریک صنعتی خود، شرکتClinysis EMR ، که یک شرکت تجزیه و تحلیل داده های محلی است، همکاری می کند.

دکتر گوپتا همچنین نرم افزاری را توسعه داده است که به بیماران اجازه می دهد سنسورهای زخم خود را کنترل کنند. دکتر پالفریمان گفت: این سیستم می تواند برای افرادی که در جوامع دور افتاده زندگی می کنند و به مراقبت های بالینی شخصی دسترسی ندارند، ارزشمند باشد.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2021-07-biosensors-embedded-bandages-diabetic-foot.html