حسگری که با خوردن مقدار زیادی چیپس، هشدار می‌دهد

پژوهشگران موفق به ساخت نانوحسگری شده‌اند که با قرار گرفتن در دهان می‌تواند میزان سدیم وارد شده به بدن را اندازه گیری کرده و به بیمار هشدار دهد. این حسگر برای بیمارانی که از فشار خون رنج می‌برند مناسب

پژوهشگران موفق به ساخت نانوحسگری شده‌اند که با قرار گرفتن در دهان می‌تواند میزان سدیم وارد شده به بدن را اندازه گیری کرده و به بیمار هشدار دهد. این حسگر برای بیمارانی که از فشار خون رنج می‌برند مناسب است.

حس چشایی ما مستقیماً به سلامت کلی ما گره خورده است. این حس در تشخیص غذای فاسد به ما کمک می‌کند. برای افراد مسن، این حس چشایی به مرور زمان کارایی خود را از دست می‌دهد و از این رو کنترل رژیم غذایی نیاز به مدیریت بیشتری دارد.

یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه ویرجینیا کومان‌ولث برای کمک به افرادی که حس چشایی خود را از دست داده‌اند، بر روی یک سیستم حس چشایی مصنوعی تحقیق و مطالعه می‌کنند. این طراحی شامل رصد و مدیریت کردن رژیم غذایی مصرف‌ کننده است و همچنین به طور بالقوه می‌تواند رفتارهای غذایی را اصلاح کند.

کاستانزو، استاد فیزیولوژی و بیوفیزیک در دانشکده پزشکی، می‌گوید: «اولین کاربرد ساده است. مشابه تنظیم کردن یک سیستم تشخیص نمک که برای افراد مبتلا به فشار خون بسیار مفید است.»

طراحی ابتدایی او یک دندان با حسگرهای بسیار کوچک است که به‌ محکمی در جای خود قرار می‌گیرند. از آن زمان کاستانزو به منظور گسترش ایده خود، همکاری‌هایی با دیگر اساتید داشته است که می‌توان به وون‌هوونگ‌یو، استادیار دانشکده مهندسی مکانیک، اشاره کرد. یو در ابزارهای الکترونیکی انعطاف‌پذیر و حسگرهای زیستی تخصص دارد و با استفاده از نانوفناوری یک نوع ابزار الکترونیکی ابداع کرده است که دقیقاً مورد نیاز ایده کاستانزو است.

یو به جای استفاده از الکترودهای بزرگ، سیم‌های درهم پیچیده و اتاق‌های کنترل‌ بزرگ برای رصد و کنترل سلامت، از نانوفناوری استفاده کرد. تیم تحقیقاتی او ابزارهای قابل پوشش بسیار سبک و نانومقیاسی ساخت که همانند پوست دوم و با بدن انسان حرکت می‌کنند.

یو و کاستانزو از طرف بنیاد تحقیقاتی MEDARV در ریچموند برای طراحی یک سیستم حسگر سدیم در حفره دهان، حمایت مالی می‌شوند. به جای استفاده از مدل دندانی کاستانزو، این ابزار طوری طراحی می‌شود تا درون دهان قرار گیرد. این ابزار بر روی یک نگه‌دارنده ارتودونسی قرار می‌گیرد.

همان طور که ساعت مچی روی دست قرار می گیرد، این حسگر نیز متناسب برای دهان است. ساعت مچی هوشمند، قادر است شتاب را اندازه‌گیری کند و این اطلاعات را به اطلاعات دیگر همچون فاصله، گام‌ها و کالری سوخته شده تبدیل کند.

این حسگر سدیم، غلظت یون‌های سدیم وارد شده به دهان را اندازه‌گیری می‌کند و این اطلاعات را به یک گوشی هوشمند یا دیگر سیستم‌های کنترلی انتقال می‌دهد. هنگامی که غلظت سدیم به حد آستانه در یک روز می‌رسد، به استفاده کننده هشدار داده می‌شود. بنابراین اگر یک خانم مسن با فشار خون بالا، چیپس سیب‌زمینی بخورد و مقدار سدیم دریافتی او به حد آستانه برسد، یک هشدار دریافت می‌کند و از خوردن بیشتر سدیم جلوگیری می‌کند.

کاستانزو می‌گوید:« فشار خون بالا یک مشکل بسیار جدی است و تاکنون هیچ‌گونه ابزاری وجود ندارد که این اطلاعات را کنترل کند.» یک نرم‌افزار با سیستم هشدار فیدبک توسط یک تیم تحقیقاتی از دانشکده علوم کامپیوتری دانشگاه VCU طراحی شده است.

سیستم حسگر سدیم با یک الگوی ریزمدار که یو بر روی کامپیوتر طراحی کرده است، شروع می‌شود. در ادامه بیش از 50 مرحله وجود دارد ( که بیش از یک سال به طول انجامید) تا ابزار ساخته شود. حسگر نهایی شامل قسمت‌های زیر است: یک مدار غشایی مسی که 200 نانومتر ضخامت دارد، یک تراشه پردازنده اطلاعات که داده‌های آنالوگ به دست آمده از حسگرها را به اطلاعات دیجیتالی تبدیل می‌کند و یک تراشه بلوتوثی که اطلاعات دیجیتالی را به یک گیرنده بی‌سیم یا گوشی هوشمند انتقال می‌دهد.

کل ابزار بر روی یک تکه نازک الاستومر انعطاف‌پذیر با ابعاد دو در یک اینچی قرار می‌گیرد. مزیت این سیستم این است که به دلیل انعطاف‌پذیر بودن آن می‌توان در هر گونه سطحی از آن استفاده کرد. در نهایت یو حسگر چشایی خود را برای سه مزه دیگر شامل ترش، شیرین و تند گسترش خواهد داد.

کاستانزو و یو می‌خواهند حسگر خود را به بدن متصل کنند بسیار شبیه به یک ایمپلنت درون حلزون گوش که عصب‌های گوش درونی را برای کمک به افراد ناشنوا شبیه‌سازی می‌کند.

منبع :