پزشکی بدون سوزن
انقلاب در تشخیص بیماری از طریق تنفس
پژوهشگران دانشگاه شیکاگو دستگاهی ساختند که می‌تواند فقط از طریق تنفس، نشانه‌های حیاتی سلامتی مانند قند خون یا وجود باکتری‌ها را شناسایی کند. آیا این به معنای پایان عصر آمپول و سوزن خواهد بود؟!
برای بسیاری از ما، رفتن به آزمایشگاه به معنای سوزن، اضطراب و انتظار است. اما شاید دیگر نیازی به این روش‌های قدیمی و تهاجمی نباشد. پژوهشگران دانشگاه شیکاگو اخیراً از فناوری‌ای نوین رونمایی کرده‌اند که نفس انسان را به ابزاری قدرتمند برای تشخیص مخاطرات سلامت بدل می‌کند.
این دستگاه کوچک و قابل حمل که ABLE نام گرفته – کوتاه‌شده‌ی «موتور مکان‌یابی نشانگرهای زیستی هوابرد» – قادر است مولکول‌های موجود در هوا؛ به‌ویژه در بازدم انسان را جمع‌آوری و تحلیل کند. تیم سازنده امیدوار است این نوآوری بتواند جایگزینی غیرتهاجمی برای آزمایش خون در بیماران دیابتی باشد، به پایش نوزادان در بخش مراقبت‌های ویژه کمک کند و حتی در بیمارستان‌ها برای تشخیص سریع آلودگی‌های هوا مثل ویروس‌ها یا باکتری‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
در قلب این دستگاه، یک سیستم مهندسی‌شده برای تبدیل هوا به مایع قرار دارد؛ کاری که تا پیش از این، تنها در شرایط آزمایشگاهی ممکن بود. ابتدا، یک پمپ هوای محیط را مکش می‌کند. سپس با افزودن بخار آب و عبور از یک سامانه سرمایشی مینیاتوری، هوا متراکم می‌شود؛ در نتیجه مولکول‌های زیستی موجود در آن به شکل مایع قابل مشاهده درمی‌آیند.
مایع به‌دست‌آمده از روی سطحی بسیار صیقلی به درون یک مخزن کوچک هدایت می‌شود. در آنجا، حسگرهایی مشابه آنچه در تجهیزات آزمایشگاهی رایج وجود دارد، میزان و نوع مولکول‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کنند.
در آزمایش‌های اولیه، ABLE توانسته است موفقیت‌آمیز قند خون را از طریق نفس انسان اندازه‌گیری کند، وجود باکتری ای‌کولای در هوا را تشخیص دهد و نشانگرهای التهابی را از مدل‌های حیوانی استخراج کند.
اگر این فناوری در مقیاس گسترده‌تری توسعه یابد، می‌تواند دگرگونی چشمگیری در رویکرد پزشکی ایجاد کند—از مدیریت بیماری‌های مزمن گرفته تا واکنش سریع در برابر تهدیدهای زیستی در فضاهای عمومی. تصور کنید بیماران دیابتی تنها با دمیدن در یک دستگاه کوچک پوشیدنی، بدون نیاز به سوزن، وضعیت قند خون خود را بررسی کنند.
با این حال، دانشمندان با چالش‌هایی نیز روبه‌رو هستند. توانایی تازه‌ی ما برای جمع‌آوری ترکیبات زیستی موجود در هوا آنقدر جدید است که هنوز دقیقاً مشخص نیست کدام مولکول‌ها نشانگر کدام بیماری‌ها هستند. به گفته پژوهشگران، پیش‌نیاز توسعه بیشتر این فناوری، گسترش بانک‌های اطلاعاتی زیستی و تعریف الگوهای استاندارد تشخیصی است.
آن‌ها همچنین در تلاشند تا ابعاد دستگاه را کاهش دهند و آن را پوشیدنی کنند تا روزی شاید همان‌قدر رایج و روزمره شود که استفاده از ساعت‌های هوشمند امروزی رایج هستند.
در جهانی که تشخیص زودهنگام تفاوت میان زندگی و مرگ را رقم می‌زند، نفس کشیدن ممکن است تبدیل به ساده‌ترین آزمون پزشکی قرن بیست‌و‌یکم شود.
برای بسیاری از ما، رفتن به آزمایشگاه به معنای سوزن، اضطراب و انتظار است. اما شاید دیگر نیازی به این روش‌های قدیمی و تهاجمی نباشد. پژوهشگران دانشگاه شیکاگو اخیراً از فناوری‌ای نوین رونمایی کرده‌اند که نفس انسان را به ابزاری قدرتمند برای تشخیص مخاطرات سلامت بدل می‌کند.
این دستگاه کوچک و قابل حمل که ABLE نام گرفته – کوتاه‌شده‌ی «موتور مکان‌یابی نشانگرهای زیستی هوابرد» – قادر است مولکول‌های موجود در هوا؛ به‌ویژه در بازدم انسان را جمع‌آوری و تحلیل کند. تیم سازنده امیدوار است این نوآوری بتواند جایگزینی غیرتهاجمی برای آزمایش خون در بیماران دیابتی باشد، به پایش نوزادان در بخش مراقبت‌های ویژه کمک کند و حتی در بیمارستان‌ها برای تشخیص سریع آلودگی‌های هوا مثل ویروس‌ها یا باکتری‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
در قلب این دستگاه، یک سیستم مهندسی‌شده برای تبدیل هوا به مایع قرار دارد؛ کاری که تا پیش از این، تنها در شرایط آزمایشگاهی ممکن بود. ابتدا، یک پمپ هوای محیط را مکش می‌کند. سپس با افزودن بخار آب و عبور از یک سامانه سرمایشی مینیاتوری، هوا متراکم می‌شود؛ در نتیجه مولکول‌های زیستی موجود در آن به شکل مایع قابل مشاهده درمی‌آیند.
مایع به‌دست‌آمده از روی سطحی بسیار صیقلی به درون یک مخزن کوچک هدایت می‌شود. در آنجا، حسگرهایی مشابه آنچه در تجهیزات آزمایشگاهی رایج وجود دارد، میزان و نوع مولکول‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کنند.
در آزمایش‌های اولیه، ABLE توانسته است موفقیت‌آمیز قند خون را از طریق نفس انسان اندازه‌گیری کند، وجود باکتری ای‌کولای در هوا را تشخیص دهد و نشانگرهای التهابی را از مدل‌های حیوانی استخراج کند.
اگر این فناوری در مقیاس گسترده‌تری توسعه یابد، می‌تواند دگرگونی چشمگیری در رویکرد پزشکی ایجاد کند—از مدیریت بیماری‌های مزمن گرفته تا واکنش سریع در برابر تهدیدهای زیستی در فضاهای عمومی. تصور کنید بیماران دیابتی تنها با دمیدن در یک دستگاه کوچک پوشیدنی، بدون نیاز به سوزن، وضعیت قند خون خود را بررسی کنند.
با این حال، دانشمندان با چالش‌هایی نیز روبه‌رو هستند. توانایی تازه‌ی ما برای جمع‌آوری ترکیبات زیستی موجود در هوا آنقدر جدید است که هنوز دقیقاً مشخص نیست کدام مولکول‌ها نشانگر کدام بیماری‌ها هستند. به گفته پژوهشگران، پیش‌نیاز توسعه بیشتر این فناوری، گسترش بانک‌های اطلاعاتی زیستی و تعریف الگوهای استاندارد تشخیصی است.
آن‌ها همچنین در تلاشند تا ابعاد دستگاه را کاهش دهند و آن را پوشیدنی کنند تا روزی شاید همان‌قدر رایج و روزمره شود که استفاده از ساعت‌های هوشمند امروزی رایج هستند.
در جهانی که تشخیص زودهنگام تفاوت میان زندگی و مرگ را رقم می‌زند، نفس کشیدن ممکن است تبدیل به ساده‌ترین آزمون پزشکی قرن بیست‌و‌یکم شود.