پچ کاغذی دارای میکرونیدل برای سنجش قند خون آزمایش شد

14سپتامبر 2020- به نظر می رسد استفاده از پچ های مختلف برای استفاده های پزشکی گوناگون رایج شده است: پچ های کنترل بارداری، پچ های نیکوتین و پچ های دارویی ترانس درمال، فقط تعدادی از آنها هستند. اکنون، تیمی از محققان به رهبری دکترBeomjoon Kim ، در انستیتوی علوم صنعتی، دانشگاه توکیو، تعدادی میکرونیدل متصل به یک سنسور کاغذی را برای تشخیص شرایطی مانند پیش دیابت تولید کرده اند. خوشبختانه، این پچ که حاوی میکرونیدلهای فراوانی است درد و ناراحتی یک سوزن زیر پوستی را چند برابر نمی کند و در حقیقت، این میکرو سوزن ها بدون درد و زیست تجزیه پذیر هستند.

محققان در تلاش بوده اند تا روشی کاربردی برای استفاده از میکرونیدلها- سوزن های ریزی با طول کمتر از 1 میلی متر- برای خود نظارتی بیماران بر شرایط پزشکی یا بیماریها بیابند. میکرونیدل ها آنقدر کوتاه هستند که در داخل پوست باقی بمانند اما با هیچ سلول عصبی تماس پیدا نمی کنند بهمین دلیل سبب ایجاد درد نمی شوند. به جای خونگیری، آنها مایعاتی را در داخل پوست سنجش می کنند که حاوی بیشتر نشانگرهای زیستی مهمی هستند که با آزمایش خون آنها را بطور معمول بررسی می کنیم. انواع مختلفی از میکرو نیدل ها وجود دارند، اما تاکنون ساخت دستگاهی که بطور عملی مایعات را در پوست بطور سریع تجزیه و تحلیل کند، دست نیافتنی بود. دکتر Kim، گفت: ما با ایجاد روشی برای ترکیب ریز سوزن های متخلخل با حسگرهای کاغذی بر این مشکل فائق آمده ایم، نتیجه ی آن هزینه ی کم و یکبار مصرف بودن آنها است و مهمترین نکته اینست که به ابزار دیگری نیاز ندارد.

برای ساخت این پچ کاغذی، محققان ابتدا مخلوط ذوب شده ای از یک پلیمر قابل تجزیه را بهمراه نمک در حفره های مخروطی شکل از یک قالب میکرونیدل، همراه با اعمال گرما ریختند و به این ترتیب میکرو سوزن هایی با اندازه ی مورد نظرشان را ساختند. سپس قالب و سوزن ها را برعکس کرده و آنها را روی یک کاغذ قرار دادند، این بار از بالا فشار زیادی وارد کردند. فشار زیاد این مجموعه را وارد منافذ کاغذ کرد و در نتیجه یک اتصال محکم بین آنها ایجاد شد. بدین ترتیب، مایعی که از طریق سوزن ها کشیده می شود بدون هیچ زحمتی به داخل کاغذ جریان می یابد. سوزن ها پس از خارج شدن از قالب، در محلولی خنک شده و تمام نمک موجود از آنها بیرون کشیده شد، در نتیجه هزاران حفره یا منافذ در سوزنها ایجاد گردید. در واقع همین منافذ مایع را از طریق میکرونیدلها به سمت کاغذ هدایت می کنند. غلظت نمک عامل کلیدی مورد نیاز آنها برای بهینه سازی این پچ بود، بهمین دلیل چندین آزمایش با غلظتهای مختلف نمک برای تعیین میزان متخلخل ریز سوزن ها انجام شد. در مرحله ی نهایی تولید پچ، آنها از یک نوار چسب دو طرفه استفاده کردند تا یک حسگر گلوکز کاغذی را به پایه ی حامل میکرو نیدل متصل کنند.

محققان این پچ را روی ژل آگارز که گلوکز در آن حل شده بود، آزمایش کردند. مایعات موجود در ژل به داخل میکرو سوزن های متخلخل کشیده شده و از آنجا به داخل کاغذ و لایه حسگر سرازیر گردید. سپس غلظت گلوکز به طور دقیق بر اساس تغییرات رنگ در کاغذ، اندازه گیری شد.

پچ های یکبار مصرف، زیست تجزیه پذیر هستند و استفاده از آنها نیازی به تخصص پزشکی یا آموزش خاصی ندارد. آنها همچنین زیست سازگار هستند، به این معنی که در صورت باقی ماندن اجزای آن در پوست، به هنگام کندن پچ از روی، هیچ مشکلی برای فرد ایجاد نمی کند.

نویسنده ی اول این مقاله دکتر Hakjae Lee، گفت: البته، آزمایش پیش دیابت فقط یکی از کاربردهای این فناوری است، سنسور مبتنی بر کاغذ بسته به نشانگر زیستی که می خواهید بر آن نظارت کنید، می تواند متفاوت باشد.

پس از این موفقیت، گام بعدی آزمایش عملی بودن استفاده از این دستگاه برای شرکت کنندگان انسانی، ایجاد تنظیماتی برای نظارت بر سایر نشانگرهای زیستی و حتی استفاده از این دستگاه برای تشخیص بیماریهای دیگر خواهد بود.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2020-09-painless-paper-patch-glucose-microneedles.html