حسگرهای شیمیایی که می توانند آسیب مغزی را تشخیص دهند - وبلاگ زیبا

به گزارش وبلاگ زیبا، پژوهشگران دانشگاه ایالتی اوهایو، نوعی حسگر ابداع نموده اند که می تواند تغییرات شیمیایی پس از آسیب مغزی را تشخیص دهد.

به گزارش وبلاگ زیبا و به نقل از نیو اطلس، در صورت بروز آسیب مغزی تروماتیک، تغییرات شیمیایی رخ می دهند که می توانند به عنوان پیش ساز آسیب ثانویه عمل نمایند. دانشمندان دانشگاه ایالتی اوهایو(Ohio State University)، یک دستگاه نظارتی تازه ابداع نموده اند که می تواند این نشانه های هشدار دهنده را تشخیص دهد. حسگر کوچکی که این گروه پژوهشی ابداع نموده اند، انعطاف پذیر و نازک تر از موی انسان است و می توان آن را روی مغز قرار داد تا این تغییرات را در لحظه منتقل کند و راه های تازهی را برای مداخله و درمان ارائه دهد.

این حسگر زیستی ضد آب، مجموعه ای از ترانزیستورهای اثر میدانی را در بر دارد که وقتی مواد شیمیایی خاصی را در مایعات مغزی حس می نمایند، به فراوری سیگنال الکتریکی می پردازند که می توان آن را از بیرون بدن ثبت کرد و مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. برای محافظت کردن از تجهیزات الکترونیکی در برابر تخریب شدن، حسگر درون یک لایه نازک از سیلیسیم دی اکسید به ضخامت چند صد نانومتر قرار می گیرد.

به گفته پژوهشگران، این حسگر دارای ترکیب بی سابقه ای از ویژگی ها است که قابلیت های منحصربه فردی را برای نظارت بر سلامت مغز به آن می دهد. از میان این قابلیت ها می توان به توانایی تشخیص تغییرات در سطوح یون پتاسیم و سدیم در مایع مغزی-نخاعی اشاره نمود که یکی از نشانه های آسیب ثانویه پس از آسیب مغزی است.

کارآیی این حسگر، در یک محلول مصنوعی طراحی شده برای تقلید از مایع مغزی-نخاعی نشان داده شد. حسگر طی این آزمایش توانست تغییرات انجام شده در سطوح یون پتاسیم و سدیم را به دقت تشخیص دهد. پژوهشگران با آزمایش این حسگر در سرم خون انسان دریافتند که می توان از آن برای نظارت بر سطوح پی اچ نیز استفاده کرد.

جینگهوا لی(Jinghua Li)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما یک حسگر زیستی می خواهیم که بتواند به طور مداوم بر بافت های مغز نظارت کند و تغییرات غلظت یون را در مایع مغزی-نخاعی تشخیص دهد. این تغییرات در حالت ثانویه آسیب مغزی تروماتیک، به عنوان یک نشانه هشدار ابتدایی در خصوص بدتر شدن شرایط ظاهر می شوند.

اگرچه دی اکسید سیلیکون کپسوله شده می تواند سال ها در بدن انسان دوام بیاورد اما دانشمندان می گویند که عناصر حسگر احتمالا تنها چند هفته دوام خواهند آورد. این بزرگترین مشکل پژوهشگران برای حرکت رو به جلو است که با پرسش های بی پاسخی در خصوص تأثیرات طولانی مدت آن بر بافت انسانی و تداخل بین نشانگرهای زیستی گوناگون همراه می گردد. آنها قصد دارند پیش از ادامه آزمایش ها روی مدل های حیوانی و در نهایت سوژه های انسانی، به حل کردن این مسائل بپردازند.

لی گفت: هنگامی که یک حسگر بیوشیمیایی را ابداع می کنیم، می خواهیم مطمئن شویم که دستگاه فقط به مواد شیمیایی مورد نظر ما پاسخ می دهد و تداخل سایر نشانگرهای زیستی را نادیده می گیرد. انجام دادن این کار در سیستم پیچیده ای مانند بدن انسان سخت است.

اگرچه این حسگر برای آنالیز سلامتی در پی آسیب مغزی تروماتیک طراحی شده است اما پژوهشگران می گویند که ممکن است با پپتیدها، پروتئین ها و سایر مواد شیمیایی نیز سازگار گردد و در پژوهش در خصوص بیماری های مزمن مانند پارکینسون و آلزایمر کاربرد داشته باشد.

لی اضافه نمود: ما باور داریم که ثبت و تحلیل داده های مربوط به سلامتی با این حسگر، در ردیابی بیماری های بلندمدت و مداخله و درمان به موقع آنها مهم خواهد بود.

این پژوهش، در مجله Small به چاپ رسید.