پوشک هوشمند برای پایش بیتهاجم مورفین و پتاسیم در ادرار, تیم پژوهشی دانشگاه سونگلا در تایلند با ادغام حسگرهای شیمیایی در بافت پوشکهای معمول، روشی نوین برای اندازهگیری پیوسته و بیتهاجم سطح دارو و الکترولیتهای حیاتی در مایعات بدن ارائه کرده است. این دستاورد که نخستین آرایه حسگری قابل پوشیدن و چاپی از نوع خود محسوب میشود، امکان ردیابی همزمان مورفین و پتاسیم را با دقت بالا و در عرض ثانیهها فراهم میآورد.

چالشهای روشهای سنتی پایش دارو پزشکان برای تنظیم دوز دقیق مورفین در بیماران مبتلا به دردهای شدید، نیازمند اطلاعات لحظهای از غلظت دارو در خون هستند. کمبود دارو منجر به تسکین ناکافی درد شده، در حالی که دوز بیش از حد میتواند اختلال تنفسی خطرناک و حتی مرگ را به دنبال داشته باشد.

از سوی دیگر، پایش سطح پتاسیم به دلیل نقش حیاتی آن در عملکرد قلب و عضلات، اهمیتی حیاتی دارد؛ هر دو حالت هیپرکالمی و هیپوکالمی میتوانند علل اضطرابات ریتم قلبی مهلک باشند. روشهای رایج فعلی شامل برداشت مکرر نمونه خون است که برای بیمار دردناک، پرهزینه و زمانبر میباشد.

معماری حسگر انعطافپذیر و چاپی محققان یک جوهر الکترونیکی منحصر به فرد تدوین کردهاند که از سه مؤلفه اصلی تشکیل شده است نانولولههای کربنی و گرافیت برای تأمین هدایت الکتریکی بهینه، و یک پلیمر انعطافپذیر به نام SEBS که تحمل خمش و کشش مداوم را تضمین میکند. با بهرهگیری از تکنیکهای چاپ استاندارد، این جوهر برای شکلدهی آرایهای از حسگرهای ریزمقیاس بر روی سطح داخلی پوشک مورد استفاده قرار میگیرد.

مکانیزم تشخیص دوگانه الکتروشیمیایی و یون-انتخابی سیستم از دو استراتژی تشخیص متمایز بهره میبرد. حسگر مورفین بر پایه اصل الکتروشیمیایی کار میکند؛ پالسهای الکتریکی خفیفی بر مولکولهای دارو اعمال شده و آزادسازی الکترونها سیگنالهای قابل اندازهگیری تولید میکند. این حسگر قادر است مورفین را در بازه غلظتی وسیعی از ۰.۰۲۴ میکرومولار تا ۱۰۰۰ میکرومولار شناسایی کند که طیف کامل سطوح بالینی را پوشش میدهد.

برای پتاسیم، یک غشای انتخابگرا به کار رفته که به طور خاص یونهای پتاسیم را جذب کرده و از تداخل سایر ترکیبات ادراری مانند گلوکز، کراتینین و اسید اوریک جلوگیری میکند. استحکام مکانیکی و اعتباردهی در شرایط واقعی آزمایشهای دوام گسترده نشان داد که حسگرها حتی پس از ۱۰۰ چرخه خمشی در زوایای مختلف، دقت و حساسیت اولیه خود را حفظ میکنند.

محققان همچنین تأیید کردند که ترکیبات رایج موجود در ادرار هیچ تداخلی در خوانشهای دو هدف اصلی ایجاد نمیکنند. انتقال بیسیم دادهها به اپلیکیشن موبایل، امکان نظارت و تحلیل لحظهای را برای کادر درمانی فراهم میآورد؛ طوری که تغییرات سطح مورفین یا پتاسیم حداکثر در ۱۵ ثانیه پس از تماس ادرار با حسگرها گزارش میشود.

افاق بالینی و آینده پایش بیتهاجم این فناوری پیشگام، مسیر را برای مدیریت هوشمند درد و ایمنی دارویی در بیمارستانها و مراقبت در منزل هموار میسازد. با حذف نیاز به سوزن و آزمایشگاه، تجربه بیمار به طور ریشهای بهبود یافته و هزینههای مراقبت کاهش مییابد. توسعهدهندگان در حال کار بر روی یکپارچهسازی این پلتفرم برای پایش بیومارکرهای اضافی و تستهای بالینی گستردهتر هستند تا ورود به بازار را تسریع کنند.