นักวิจัยประสบความสำเร็จในการทดสอบอุปกรณ์ที่วันหนึ่งอาจใช้ biomarkers เคมีในเหงื่อเพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในสุขภาพของบุคคล
25 กรกฎาคม 2022 มหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอ
ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science Advancesทีมงานจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอได้สาธิตเซ็นเซอร์ชีวเคมีแบบไร้สายที่ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ซึ่งตรวจพบน้ำตาลในเลือดหรือกลูโคสที่มนุษย์ขับถ่ายออกจากผิวหนังเมื่อออกกำลังกาย
ทีมงานของรัฐโอไฮโอประดิษฐ์ “สร้อยคออัจฉริยะ” – พร้อมด้วยเข็มกลัดและจี้ที่ใช้งานได้จริง – ซึ่งครั้งหนึ่งเคยวางไว้รอบคอของพวกเขา เพื่อติดตามระดับกลูโคสของผู้เข้าร่วมการศึกษาขณะออกกำลังกาย
แทนที่จะใช้แบตเตอรี่ มันทำงานโดยใช้วงจรเรโซแนนซ์ ซึ่งสะท้อนสัญญาณความถี่วิทยุที่ส่งออกโดยระบบเครื่องอ่านภายนอก หลังจากปั่นจักรยานในร่มเป็นเวลา 30 นาที ผู้เข้าร่วมจะหยุดพัก 15 นาที ระหว่างนั้นพวกเขาดื่มเครื่องดื่มรสหวานก่อนเริ่มปั่นจักรยานต่อ
นักวิจัยรู้ดีว่าระดับกลูโคสในเหงื่อจะเพิ่มขึ้นหลังจากดื่มเครื่องดื่มที่มีน้ำตาล คำถามคือว่าเซ็นเซอร์ตัวใหม่นี้จะรับได้หรือไม่ Jinghua Li ผู้เขียนร่วมของการศึกษาและผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้าน วัสดุศาสตร์และวิศวกรรมแห่งรัฐโอไฮโอ กล่าว .
ผลการวิจัยพบว่าเซ็นเซอร์ติดตามระดับกลูโคสได้สำเร็จ ซึ่งบ่งชี้ว่าเซ็นเซอร์จะทำงานเพื่อตรวจสอบสารเคมีที่สำคัญอื่นๆ ในเหงื่อ
“เหงื่อมีไบโอมาร์คเกอร์หลายร้อยตัวที่สามารถเปิดเผยข้อมูลที่สำคัญมากเกี่ยวกับสถานะสุขภาพของเรา” หลี่กล่าว “ไบโอเซนเซอร์รุ่นต่อไปจะใช้งานได้ง่ายทางชีวภาพและไม่รุกราน ซึ่งเราจะสามารถตรวจจับข้อมูลสำคัญที่มีอยู่ในของเหลวในร่างกายของบุคคลได้”
ไบโอมาร์คเกอร์เป็นสารที่สามารถเปิดเผยความลับที่ลึกที่สุดของร่างกาย: ทุกสิ่งตั้งแต่โรค การติดเชื้อ และแม้แต่หลักฐานของการบาดเจ็บทางอารมณ์สามารถพบได้ในของเหลวในร่างกายของบุคคล ซึ่งรวมถึงเหงื่อ น้ำตา น้ำลาย และปัสสาวะ นอกเหนือจากการวิเคราะห์องค์ประกอบของเหงื่อแล้ว นักวิจัยเชื่อว่าวันหนึ่งเซ็นเซอร์นี้สามารถปรับแต่งให้เป็น bioimplants และใช้ในการตรวจหาสารสื่อประสาทและฮอร์โมน ซึ่งอาจช่วยระบุความผิดปกติของไอออนในน้ำไขสันหลังที่เกี่ยวข้องกับการบาดเจ็บที่สมองทุติยภูมิ หรือแม้กระทั่งทำให้เกิดอาการใหม่ หลี่กล่าวว่าความเข้าใจในการทำงานของสมอง
นอกจากนี้ สร้อยคออันชาญฉลาดนี้ต้องใช้เหงื่อเพียงเล็กน้อยเพื่อให้อินเทอร์เฟซทำงาน เนื่องจากโครงสร้างที่ย่อเล็กลงของอินเทอร์เฟซการตรวจจับ Li กล่าวเสริม
แม้ว่าจะใช้เวลาสักครู่ก่อนที่อุปกรณ์ที่คล้ายกับต้นแบบของการศึกษานี้จะเผยแพร่สู่สาธารณะ แต่ Li กำลังคิดอยู่แล้วว่าจะเป็นประโยชน์ต่อผู้ที่ต้องการเทคโนโลยีที่อาจช่วยชีวิตได้มากที่สุด
แทนที่จะใช้ชิปคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่และแข็งแรงที่พบในโทรศัพท์และแล็ปท็อปของเรา เซ็นเซอร์ทำจากวัสดุที่บางเป็นพิเศษ การออกแบบสไตล์นี้ทำให้ผลิตภัณฑ์มีความยืดหยุ่นสูง ปกป้องการทำงานของอุปกรณ์ และมั่นใจได้ว่าจะสัมผัสกับผิวหนังของบุคคลได้อย่างปลอดภัย
ในขณะที่การศึกษาตั้งข้อสังเกตว่าการย่อขนาดเพิ่มเติมจะทำให้เป็นไปได้มากขึ้นสำหรับอุปกรณ์นี้และอุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกันเพื่อให้สามารถฝังได้ แต่สำหรับตอนนี้ Li กล่าวว่าเธอจินตนาการว่าเป็นอุปกรณ์น้ำหนักเบาที่มีรูปแบบวงจรที่เรียบง่ายซึ่งสามารถรวมเข้ากับชีวิตประจำวันของเราได้อย่างง่ายดาย
“เราหวังว่าในที่สุดเซ็นเซอร์เหล่านี้จะสามารถรวมเข้ากับของใช้ส่วนตัวของเราได้อย่างลงตัว” เธอกล่าว “พวกเราบางคนอาจสวมสร้อยคอ บางคนอาจสวมต่างหูหรือแหวน แต่เราเชื่อว่าเซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถใส่ในสิ่งที่เราสวมใส่ได้ทั้งหมดและช่วยให้เราติดตามสุขภาพของเราได้ดีขึ้น”
ผู้เขียนร่วม ได้แก่ Shulin Chen, Tzu-Li Liu และ Yan Dong จากรัฐโอไฮโอ รวมทั้ง Jie Zhou และ Zhenqiang Ma จากมหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสัน
การสนับสนุนสำหรับการศึกษานี้มาจากศูนย์วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมวิจัยวัสดุ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ และศูนย์วิทยาศาสตร์การแปลขั้นสูง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสถาบันสุขภาพแห่งชาติ เงินทุนอื่นๆ มาจากแหล่งต่างๆ ของรัฐโอไฮโอ
