Θα μπορούσε η χρήση οδοντικού νήματος να βοηθήσει στην παρακολούθηση της σωματικής και ψυχική μας υγείας; Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Tufts της Βοστώνης λένε «ναι».
Η ερευνητική ομάδα επινόησε ένα «έξυπνο» οδοντικό νήμα που δεν κάνει τίποτα παραπάνω από το να μετρά την κορτιζόλη στο σάλιο, η οποία είναι γνωστή και ως η ορμόνη του στρες.
«Αναρωτηθήκαμε αν μπορούσαμε να δημιουργήσουμε μια συσκευή ανίχνευσης του στρες που να αποτελέσει τμήμα της καθημερινής ρουτίνας. Η κορτιζόλη είναι ένας βιοδείκτης του στρες που βρίσκεται στο σάλιο, οπότε η χρήση οδοντικού νήματος μας φάνηκε σαν μια φυσική επιλογή για τη λήψη ενός δείγματος σε καθημερινή βάση», εξήγησε σε σχετικό δελτίο τύπου ο Sameer Sonkusale, καθηγητής ηλεκτρολογίας και μηχανικής υπολογιστών.
Ο καθηγητής και η ερευνητική του ομάδα δημοσίευσαν την εργασία τους την περασμένη Παρασκευή στο περιοδικό ACS Applied Materials and Interfaces, παρουσιάζοντας το ειδικά σχεδιασμένο οδοντικό νήμα που μοιάζει ακριβώς με τα συνηθισμένα που οι καταναλωτές προμηθεύονται από ένα φαρμακείο ή από το σούπερ μάρκετ.
Το νήμα που έχει τη μορφή μιας κοινής οδοντόβουρτσας συλλέγει το σάλιο και το προωθεί με τριχοειδή δράση, μέσω ενός στενού καναλιού, στη λαβή της οδοντόβουρτσας και σε μια προσαρτημένη γλωττίδα με ηλεκτρόδια που ανιχνεύουν την κορτιζόλη.
Η κορτιζόλη αναγνωρίζεται χρησιμοποιώντας μια τεχνολογία που ονομάζεται ηλεκτροπολυμερισμένα μοριακά αποτυπωμένα πολυμερή ή eMIPs. Το πανεπιστήμιο σημείωσε ότι η συσκευή λειτουργεί παρόμοια με ένα γύψινο εκμαγείο. Ένα πολυμερές σχηματίζεται γύρω από ένα μόριο-πρότυπο, στην προκειμένη περίπτωση γύρω από την κορτιζόλη, το οποίο αργότερα αφαιρείται για να αφήσει πίσω του θέσεις σύνδεσης. Αυτές οι θέσεις έχουν μια φυσική και χημική «μνήμη» του σχήματος του μορίου-στόχου, ώστε να μπορούν να δεσμεύουν ελεύθερα αιωρούμενα μόρια που εισέρχονται σε αυτές.
Τα καλούπια eMIP είναι ευέλικτα, επομένως μπορεί κανείς να δημιουργήσει αισθητήρες οδοντικού νήματος που ανιχνεύουν και άλλα μόρια που μπορούν να βρεθούν στο σάλιο, όπως οιστρογόνα για την παρακολούθηση της γονιμότητας, γλυκόζη για την παρακολούθηση του διαβήτη ή βιοδείκτες για καρκίνο. Υπάρχει επίσης η δυνατότητα ανίχνευσης πολλαπλών βιοδεικτών στο σάλιο ταυτόχρονα, για πιο ακριβή παρακολούθηση του στρες, των καρδιαγγειακών παθήσεων, του καρκίνου και άλλων παθήσεων.
«Οι βιοαισθητήρες συνήθως αναπτύσσονται χρησιμοποιώντας αντισώματα ή άλλους υποδοχείς που εντοπίζουν το μόριο ενδιαφέροντος. Μόλις εντοπιστεί ένας δείκτης, πρέπει να γίνει πολλή δουλειά για τη βιομηχανική επεξεργασία του μορίου λήψης που συνδέεται με τον αισθητήρα», δήλωσε ο Sonkusale. «Το eMIP δεν βασίζεται σε πολλαπλές επενδύσεις για την παραγωγή αντισωμάτων ή υποδοχέων. Εάν ανακαλύψουμε έναν νέο βιοδείκτη για το στρες ή για οποιαδήποτε άλλη πάθηση, μπορούμε απλώς να δημιουργήσουμε ένα χυτό πολυμερές σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα».
Η ακρίβεια των αισθητήρων κορτιζόλης είναι συγκρίσιμη με τους αισθητήρες καλύτερης απόδοσης που βρίσκονται στην αγορά ή σε στάδιο ανάπτυξης. Η χρήση αυτής της συσκευής από άτομα στο σπίτι χωρίς ειδική εκπαίδευση θα καταστήσει δυνατή την ενσωμάτωση της παρακολούθησης του στρες σε πολλές πτυχές της υγειονομικής περίθαλψης. Αυτή τη στιγμή οι ερευνητές δημιουργούν μια spin-off εταιρεία για να προσπαθήσουν να φέρουν το προϊόν στην αγορά.
Οι ίδιοι επισημαίνουν ότι ενώ ο αισθητήρας οδοντικού νήματος είναι ποσοτικά εξαιρετικά ακριβής, η πρακτική συστήνεται για την παρακολούθηση και όχι για την αρχική διάγνωση μιας πάθησης. Αυτό συμβαίνει εν μέρει επειδή οι βιοδείκτες του σάλιου μπορεί να παρουσιάζουν διακυμάνσεις μεταξύ των ατόμων.
«Για τη διάγνωση, το αίμα εξακολουθεί να αποτελεί το χρυσό πρότυπο, αλλά μόλις διαγνωστείτε και λάβετε φαρμακευτική αγωγή, εάν χρειαστεί να παρακολουθήσετε, για παράδειγμα, μια καρδιαγγειακή πάθηση για να δείτε εάν βελτιώνεται η υγεία της καρδιάς σας, με την πάροδο του χρόνου, τότε η παρακολούθηση με βιοαισθητήρες, όχι μόνο μπορεί να είναι εύκολη, αλλά επιτρέπει και έγκαιρες παρεμβάσεις όταν χρειάζεται», λέει ο καθηγητής.
Η νέα έρευνα προστίθεται σε μια σειρά από καινοτομίες σε αισθητήρες που βασίζονται σε νήματα του Sonkusale και της ερευνητικής του ομάδας, συμπεριλαμβανομένων αισθητήρων που μπορούν να ανιχνεύσουν αέρια, μεταβολίτες στον ιδρώτα ή στην κίνηση, όταν είναι ενσωματωμένοι σε ρούχα, και τρανζίστορ που μπορούν να υφανθούν σε εύκαμπτες ηλεκτρονικές συσκευές.
Πηγή: TuftsNow
