يراقب المستشعر المعتمد على الهلام جروح العدوى باستمرار

عندما تشق البكتيريا طريقها إلى الجروح ، فإنها تهدد حرفياً الحياة والأطراف – ما لم يتم اكتشافها بأسرع ما يمكن. يمكن لجهاز استشعار جديد أن يوضع في الضمادات وينبه الهاتف الذكي القريب عندما تنقلب البكتيريا في منطقة خطرة.

جلد الإنسان الصحي مغطى بالبكتيريا مثل المكورات العنقودية الذهبية و الإشريكية القولونيةو التي تسرع في استعمار جرح مفتوح. لمنع انتشار البكتيريا في الجسم ، والتي يمكن أن تصيب أو تقتل شخصًا بشكل دائم ، قد يحتاج الجرح المصاب إلى التنظيف والمعالجة بالمضادات الحيوية أو – في أقصى الحالات – قد يحتاج الطرف المصاب إلى البتر. يتعرف المهنيون الطبيون على العدوى عن طريق فتح الجرح ثم فحصه بحثًا عن علامات يمكن ملاحظتها أو عن طريق مسحه وإجراء اختبار معمل. لكن إزالة الضمادة يمكن أن تبطئ عملية الشفاء. بالإضافة إلى ذلك ، الملاحظات ذاتية ، اختبارات المسحة تستغرق وقتًا ويتطلب كلا الخيارين أن يكون المريض موجودًا جسديًا.

لمعالجة هذه المشكلات ، تعمل بعض فرق البحث على تطوير أجهزة توضع تحت الضمادات وتراقب باستمرار العلامات غير المباشرة للعدوى ، مثل التغيرات في درجة حرارة الجرح أو الحموضة. وقد ابتكر العلماء في جامعة سنغافورة الوطنية الآن جهاز استشعار أكثر مباشرة للعدوى.

يمكن لجهاز الاستشعار اكتشاف إنزيم يسمى ديوكسي ريبونوكلياز ، أو الدناز. إنه يعمل كمؤشر موثوق للعدوى لأن البكتيريا المسببة للأمراض تنتج الإنزيم بكميات كبيرة ، في حين أن البكتيريا الموجودة على الجلد السليم لا تفعل ذلك ، لذا فإن اختباره يقلل من فرصة الحصول على نتيجة إيجابية خاطئة. علاوة على ذلك ، يتراكم الدناز قبل ظهور علامات العدوى الأخرى. تم وصف نظام التنبيه الجديد هذا – الذي يُطلق عليه اسم اكتشاف العدوى اللاسلكية على الجروح ، أو مستشعر WINDOW – في مقالة نُشرت يوم الجمعة في تقدم العلم.

أجزاء استشعار إنزيم WINDOW مصنوعة من مادة لزجة تسمى DNA hydrogel ، أو DNAgel ، مصنوعة من سلاسل متشابكة من DNA. طور الباحثون نوعًا معينًا من الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNAgel) الذي يظل مستقرًا في البيئات المائية ، مثل جسم الإنسان ، ولكنه يبدأ في الانهيار في وجود DNase. لقد قاموا بتوصيل المادة بشريحة تستشعر متى يتحلل الجل وتستجيب عن طريق إرسال إشارة إلى هاتف ذكي. يتم بث هذه الإشارة باستخدام تقنية لاسلكية خالية من البطاريات تسمى الاتصال قريب المدى (NFC) ، وهي نفس التقنية التي تسمح للأشخاص بإجراء دفعة بمجرد نقرة على بطاقة الائتمان.

“من خلال اقتران DNAgel هذا مع هذا المستشعر [chip]يقول المؤلف المشارك في الدراسة جون هو ، وهو مهندس كهربائي في جامعة سنغافورة الوطنية ، “يمكننا صنع جهاز خال تمامًا من البطاريات يمكن وضعه تحت ضمادة على الجرح”. قد يراقب الشخص المصاب بجرح مزمن ، أو شخص ما أرسل إلى المنزل بعد إجراء عملية جراحية ، حالتهم عن طريق النقر على هاتف ذكي بجوار ضماداتهم عدة مرات في اليوم. إذا تلقى الهاتف تنبيهًا بالعدوى ، فيمكنه إرسال رسالة إلى الطبيب أو إخبار المريض بالعودة إلى المستشفى لتلقي العلاج بالمضادات الحيوية.

جرب باحثون آخرون طرقًا مختلفة لاكتشاف العدوى ، بما في ذلك التصوير عالي التقنية لمراقبة انتشار البكتيريا و “الأنوف الإلكترونية” لاستنشاق الإشارات الكيميائية للعدوى. يقول جون ميرسر تشالمرز ، مدير المشروع في جامعة باث في إنجلترا ، والذي لم يشارك في الدراسة الجديدة ولكنه عمل في فريق طورت اختبار مسحة فائق السرعة منخفض التكلفة للعدوى. ترجع المشكلة ، كما تقول ، إلى التطبيق العملي للأداة: ما إذا كانت تتطلب الكثير من المعدات المرهقة ، وما إذا كانت بها حواجز شديدة أمام الموافقة القانونية ومدى فعاليتها من حيث التكلفة. وتشير إلى أن مستشعر WINDOW يتطلب أجزاء إلكترونية والوصول إلى الهاتف الذكي ، مما قد يجعله بعيدًا عن متناول بعض الأشخاص خارج المستشفيات عالية التكلفة. يقول Ho إن تكلفة المواد لكل مستشعر WINDOW أقل من 10 دولارات ويلاحظ أنه يمكن تصنيعها باستخدام طرق التصنيع الإلكترونية الحالية.

حتى الآن ، قام فريق هو بتعريض الحمض النووي لمسحات جروح من 18 شخصًا يعانون من قرح القدم السكرية ، وكان بعضهم مصابًا بكتريا المكورة العنقودية البرتقالية العدوى ، لمعرفة مدى تدهور المادة في وجود البكتيريا. كما استخدم الباحثون الجهاز على ستة فئران معملية حية تعرضت جروحها لنفس الأنواع البكتيرية ، ونجحت في اكتشاف العدوى في غضون 24 ساعة ، قبل ظهور أي علامات جسدية. نظرًا لأن مستشعر WINDOW لا يزال في أيامه الأولى ، يخطط Ho لمواصلة اختباره على مجموعات أكبر من المرضى وعلى الجروح المصابة بأنواع أخرى من البكتيريا. “افتراضيًا ، يجب أن يعمل هذا مع العديد من الأنواع الأخرى من السلالات أيضًا [because they] لديها آليات مماثلة لإفراز الدناز “.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *