كشفت دراسة نشرتها الاثنين مجلة نيتشر بَيوتكنولوجي أن أجهزة استشعار صغيرة مدمجة في الأقمشة القابلة للارتداء مثل أقنعة الوجه والسترات يمكن أن توفر معلومات فورية عن التعرض لمسببات الأمراض مثل فيروس كورونا.
وقال المؤلف المشارك في الدراسة بيتر نغوين الباحث في معهد ويس بجامعة هارفارد إن الاختبارات الشديدة الحساسية التي اقتصر استخدامها حتى الآن على المختبرات دُمجت في أجهزة ذكية قابلة للحمل أو الارتداء ويتجاوز أداؤها ما يمكن أن تقدمه أجهزة فيتبت الإلكترونية أو ساعة آبل.
وقال إن المفهوم مشابه لطريقة عمل بشرتنا، فنحن نشعر تلقائيًا ببيئتنا بدرجة حساسية رائعة بدون الحاجة إلى المشاركة بنشاط في تفاصيل العملية نفسها.
في الدراسة الجديدة، تمكن العلماء من إعادة تكوين أجزاء الخلية التي تستشعر الكائنات الحية الدقيقة الخطرة وتجميدها وتجفيفها.
بعدها أعادوا تنشيطها لبدء الاختبار عن طريق إضافة الماء مثلما يحدث مع المعكرونة سريعة التحضير على سبيل المثال.
كانت مثل هذه الاختبارات تُجرى في السابق مع خلايا حية، لكن الباحثين قالوا إنها يمكن أن تكون خطيرة في بعض الأحيان.
في الدراسة الجديدة، استخدم الباحثون تفاعلات خالية من الخلايا تحتوي على أدوات من خلية حية بدون الخلية نفسها.
ونظرًا لأنها ليست على قيد الحياة، يمكن تجميد المستشعرات الخلوية وتخزينها لعدة أشهر حتى تصير جاهزة وإعادة تفعيلها.
أظهر المؤلفون أن هذه المستشعرات التي تستخدم تقنية تحرير الجينات المعروفة باسم كريسبر، يمكن أن تكشف عن الفيروسات بدقة الفحص المخبري ويمكن نسجها في الأقمشة القابلة للارتداء.
وتستخدم أداة التحرير الجيني كريسبر في الطب لاستهداف مادة وراثية معينة مثل تلك الموجودة في الفيروسات وتعديلها.
قال نغوين إن أجهزة الكشف القابلة للارتداء قد تكون مفيدة لأي شخص يعمل في بيئة قد يتعرض فيها لمسببات الأمراض أو السموم.
طور الباحثون نموذجًا أوليًا لقناع وجه يمكنه الكشف عن كوفيد-19 بفضل رقعة من المستشعرات متصلة بوسادة تجمع جزيئات تنفس المستخدم.
وبعد استخدامه لخمس عشرة دقيقة على الأقل، يثقب واضع القناع كيسًا صغيرًا فيه ويضيف العينة بعد تبليلها إلى المستشعر لتحليلها.
ويعرض شريط على القناع النتيجة.
تحذير
طور الباحثون كذلك سترة للأشخاص الذين يعملون في بيئات خطرة تستخدم كذلك أداة تحرير كريسبر لإنشاء أجهزة استشعار تضيء عند تعرضها لمسببات الأمراض المستهدفة.
تحمل خيوط الألياف الضوئية الموجودة في السترة معلومات من أجهزة استشعار صغيرة في القماش إلى كاشف مصغر بحجم قطعة حلوى صغيرة.
قال نغوين على المدى القصير، نرى أن الأجهزة القابلة للارتداء وخصوصا أقنعة الوجه يمكن أن تُستخدم في العيادة في ظروف محددة.
لكنه أضاف أنه على المدى الطويل يمكن لأشخاص عاديين استخدام الملابس، خاصة في حالة تفشي المرض محليًا لإجراء اختبار سهل في المنزل.
بدون بطاريات
في دراسة أخرى نُشرت الاثنين في المجلة نفسها، طور باحثون من جامعة نورث وسترن منظم ضربات قلب صغيرًا ومرنًا يمتصه الجسم تمامًا بمجرد انتهائه من استخدامه.
يعتمد مرضى القلب الذين لديهم احتياجات قصيرة الأمد، مثل أولئك الذين يتعافون من الجراحة، عادةً على أجهزة لتنظيم ضربات القلب تُزرع موقتا في الجسم بحيث تتلقى الطاقة والبرمجة عبر أنابيب وأسلاك تخترق الجلد، وهذا يزيد من مخاطر الإصابة بالعدوى أو الإصابة بسبب الحركة.
وتشير الدراسة إلى أنه إضافة إلى ذلك، فإن إزالة الجهاز المزروع بعد انتهاء الحاجة إليه قد تؤدي إلى تلف في أنسجة القلب.
صُنع الجهاز الجديد الذي اختبره الباحثون على حيوانات مختلفة بما في ذلك الفئران والكلاب بالكامل من مواد حيوية قابلة للامتصاص ويمكن برمجته ليتم امتصاصه في الجسم بعد فترة زمنية محددة.
وهو لا يحتوي على بطارية ويعمل عبر النقل اللاسلكي للطاقة.
وقال معدو الورقة البحثية إنهم يأملون في أن توفر هذه التكنولوجيا حلولاً أكثر أمانًا للمرضى الذين يحتاجون إلى جهاز موقت لتنظيم القلب بعد الجراحة.