იაპონიაში მეცნიერებმა შექმნეს ქაღალდზე დაფუძნებული სენსორი, რომელიც წარმოუდგენლად ციცქნა მიკრონემსებით არის აღჭურვილი, უმტკივნეულოდ აღწევს ადამიანის კანში და სწრაფად და მარტივად ამოწმებს სისხლში შაქრის დონის შემცველობას.
მიკრონემსები სუპერპატარა წვეტებია, იმდენად ციცქნა, რომ მათ მიკრომეტრებში (მილიმეტრის ერთი მეათასედი) ზომავენ. შექმნილია იმისათვის, რათა შეაღწიოს კანის მხოლოდ ზედა ფენაში და ვერ მისწვდეს კანის სიღრმეში განლაგებულ მგრძნობელობის ნერვებს.
ასეთი ზედაპირული ჩხვლეტისა და დასაწებებლების საშუალებით ადვილად გამოყენების გამო, მიკრონემსებს რევოლუციური პოტენციალი გააჩნია პრეპარატების მიღების გარკვეულ ასპექტებში, მათ შორის არის გრიპის ვაქცინის ან ინსულინის მიღება; ერთ-ერთი კვლევის ფარგლებში, ქმნიან ახალი კორონავირუსის ამ სახით მისაღებ ვაქცინასაც.
მიკრონემსების უნიკალური განზომილებები ჩვეულებრივ პრეპატარებს გაცილებით სცდება.
ეს ციცქნა წვეტები იმდენად პატარაა, რომ ინექციებში დიდად დაგვეხმარება თუნდაც მაშინ, როდესაც ჩვეულებრივი ნემსების გამოყენება არაპრაქტიკული ან შეუძლებელია; მაგალითად, წამლის გაკეთება მცენარეებისთვის ან პირდაპირ თვალში. ერთ მშვენიერ დღეს ისინი ასევე შეიძლება გამოვიყენოთ ორგანიზმში ჭარბი ცხიმის დასაშლელად, რაც შეიძლება, წონის დაკლების ყველაზე უმტკივნეულო ხელოვნური მეთოდი გახდეს.
მიუხედავად იმისა, რომ ინექციების თვალსაზრისით მიკრონემსების პოტენციალი ასეთი ამაღელვებელია, მკვლევართა ერთი ნაწილი მათ სადიაგნოსტიკო პოტენციალს სწავლობს, ისეთი დაავადებების დასაფიქსირებლად, რომლებიც ორგანიზმში უკვე არსებობს; სწორედ ამ მიმართულებით ფოკუსირდა იაპონელ მკვლევართა ჯგუფი.
მკვლევართა ჯგუფი, რომელსაც ტოკიოს უნივერსიტეტის უფროსი მკვლევარი და მიკრონემსების ინჟინერი ბეომოჯუნ კიმი ხელმძღვანელობდა, იკვლევდა, როგორ შეიძლება შეექმნათ მიკრონემსთა წყება, რომელიც სწრაფად და ადვილად შეამოწმებს ინტერსტიციალურ სითხეს (ISF) ეპიდერმისში; ეს კი თავიდან აგვაცილებს ჩვეულებრივი ჰიპოდერმული ნემსის გამოყენებას, რომლებიც გაცილებით ინვაზიური და მტკივნეულია და მისი გამოყენება ცოდნას მოითხოვს.
„ეს პრობლემა დავძლიეთ. მივაგენით მეთოდს, როგორ გავაერთიანოთ ფოროვანი მიკრონემსები ქაღაკდზე დაფუძნებულ სენსორებთან. შედეგად მივიღეთ იაფი, ერთჯერადი საშუალება, რომელიც დამატებით ინსტრუმენტებს არ მოითხოვს“, — ამბობს კიმი.
მიკრონემსებიანი სენსორის შესაქმნელად, ჯგუფმა კონუსის ფორმის ღრუები ამოავსო ბიოდეგრადირებადი პოლიმერისა და მარილის ნაზავით, ზუსტად ისე, როგორც კარაქი წაუსვა პურის ნაჭერზე.
გამყარების შემდეგ, მიკრონემსები დაამუშავეს ხსნარით, რომელმაც მათგან შემცველი მარილი გამოდევნა და მის ადგილას ფორები გააჩინა; ამის შემდეგ, ისინი გლუკოზის სენსორზე მიმაგრებულ პატარა ქაღალდზე მიაწებეს. ჯგუფის განცხადებით, ასეთი რამ აქამდე არავის გაუკეთებია და ინტერსტიციალურ სითხის ნიმუშების აღება მხოლოდ ნემსით იყო შესაძლებელი.
როდესაც ციცქნა, ფოროვანი წვეტები ეპიდერმისში (კანის ზედა შრე) შედის, მათი ფორები იხსნება და ინტერსტიციალურ სითხით ივსება, რომელიც ბევრ ბიომარკერს შეიცავს. ჯგუფის ექსპერიმენტული მოწყობილობის შემთხვევაში, ასეთი ბიომარკერი გლუკოზაა, რომელიც ფოროვანი მიკრონემსებიდან თეორიულად უნდა გადავიდეს ქაღალდზე და შემდეგ გლუკოზის სენსორზე.
ამ დროისათვის, მოწყობილობა ჯერ მხოლოდ ლაბორატორიაში გატესტეს პოლისაქარიდ აგაროზისგან დამზადებულ გელზე, მაგრამ მიკრონემსებმა ზუსტად ისე იმუშავა, როგორც მოსალოდნელი იყო — გელის ნიმუშში სენსორმა გლუკოზის დონე დააფიქსირა.
„შედეგები აჩვენებს ფერის აშკარა ცვლილებას, რაც გლუკოზის კონცენტრაციაში არსებული სხვაობა იწვევს.მოწყობილობას შეუძლია დიაბეტის გამოვლენა. ვიმედოვნებთ, რომ გამოსადეგი პლატფორმა გახდება მინიმალურად ინვაზიური სადიაგნოსტიკო მოწყობილობისთვის“, — წერენ ავტორები პუბლიკაციაში.
მეცნიერები კონცეპტის შემდგომ ტესტირებას გეგმავენ, ექსპერიმენტებს ამჯერად ადამიან მონაწილეებზე ჩაატარებენ, რათა დადგინდეს, მუშაობს თუ არა ის რეალურ ცხოვრებაში დიაგნოსტირებისთვისაც.
და თუ ასე აღმოჩნდა, მივიღებთ გაცილებით მეტს, ვიდრე სისხლში შაქრის მონიტორინგის იოლ საშუალებას, თანაც, წვეთი სისხლის გამოდენის სანაცვლოდ.
„რა თქმა უნდა, პრედიაბეტის ტესტირება ამ ტექნოლოგიის გამოყენების მხოლოდ ერთი მიმართულებაა. ქაღალდზე დაფუძნებული სენსორი შეგვიძლია ვცვალოთ იმ ბიომარკერის შესაბამისად, რომლის მონიტორინგიც გვსურს“, — ამბობს კვლევის ერთ-ერთი ავტორი ჰაკაჯი ლი.
კვლევა ჟურნალ Medical Devices & Sensors-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
