پزشکی بالینی

در آینده نزدیک امکان اندازه‌گیری سطح قند خون یا تغییرات تخمک‌گذاری با استفاده از میکرو دستگاه‌های پزشکی با تأمین نیرو از طریق بزاق دهان فراهم می‌شود. میکرو سلول‌ سوختی میکروبی انرژی مورد نیاز را از طریق بزاق دهان تأمین می‌کند؛ در این سلول‌ سوختی، باکتری با تجزیه مواد آلی موجود در بزاق، شارژی تولید می‌کند که به آند منتقل می‌شود و آند متشکل از نانومواد کربنی گرافن است.
مواد آلی فراوانی در بزاق وجود دارند که می‌توانند برای تأمین انرژی ریز دستگاه‌های مختلف مورد استفاده قرار بگیرند. به گفته «بروس لوگان» از محققان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، با تولید یک میکرو وات انرژی توسط این سلول سوختی میکروبی با قدرت بزاق، امکان تأمین انرژی مورد نیاز یک ریز ژنراتور فراهم می‌شود. ساخت میکرو دستگاه‌های پزشکی زیستی از جمله دستگاه اندازه‌گیری سطح قند خون یا دستگاه پیش‌بینی تخمک‌گذاری با استفاده از بزاق یکی از کاربردهای آینده سلول سوختی میکروبی است که یک ابزار ساده و قابل حمل محسوب می‌شوند. 

محققان انگلیسی از یک کیت جدید در آزمایش بارداری رونمایی کردند که از بزاق استفاده می‌کند. ابزار سنتی پیش‌بینی بارداری از ادرار برای آزمایش افزایش هورمون لوتئینه کننده(LH) استفاده می‌کنند که یک تا دور روز پیش از بارداری رخ می‌دهد. اما این فناوری جدید موسوم به «آزمایش کودک احتمالی» مانند یک رژ لب بوده و می‌تواند سطوح استروژن و نمک یافته شده در بزاق زن را که در زمان بارداری افزایش می‌یابند، اندازه‌گیری کند. سازندگان این فناوری مدعی هستند که این آزمایش 40 پوندی تا 98 درصد دقیق بوده و می‌تواند پایانی بر شیوه قدیمی آزمایش ادرار باشد.
فناوری مورد استفاده این دستگاه مبتنی بر پژوهش از دانشگاه تورین ایتالیا بوده که در آن دانشمندان دریافتند هنگامی که استروژن در بزاق خشک شده حاضر می‌شود، الگویی را تشکیل داده که شبیه به برگ سرخس است و می‌توان آنرا بطور کامل در زیر میکروسکوپ مشاهده کرد. با این دستگاه جدید که از پیل استفاده می‌کند، زنان می‌تواند آنرا لیسیده یا بزاق خود را روی عدسی زیر میکروسکوپی آن قرار داده و سپس مجددا نوار را در ظرف مخصوص بگذارند. پس از گذشت 10-15 دقیقه کاربر می‌تواند دستگاه را که قابل استفاده مجدد بوده، در مقابل چشم قرار داده و دکمه‌ای را برای فعالسازی نور آن فشار دهد. اگر این عدسی نشانگر نقاط و نقش‌نگارهای مشابه باشد، زن باردار نیست اما اگر برگهای کوچک سرخس مانند در آن ظاهر شود، کاربر دو تا سه روز تا تخمک گذاری فاصله دارد. این در حالیست که اگر این الگوی برگی به شکل کامل در عدسی نقش ببندد، ننشانگر آن است که زن در همان لحظه تخمک‌گذاری کرده است. زمان نزدیک تخمک‌گذاری یکی از بهترین اوقات برای تلاش برای باردار شدن است. از آنجایی که این دستگاه قابل استفاده روزانه بوده، زنان می‌توانند دوره‌های خود را مشخص کنند.

مهندساني از دانشگاه «براون» يک افزاره زيستي طراحي کرده‌اند که غلظت‌هاي گلوکز را در بزاق انسان اندازه‌گيري مي‌کند. اين تکنيک مي‌تواند نياز ديابتي‌ها را براي خون‌گيري جهت اندازه‌گيري سطح گلوکز برطرف کند. اين زيست‌تراشه از تداخل‌سنج‌هاي پلاسمونيکي استفاده مي‌کند و مي‌تواند براي اندازه‌گيري بازه وسيعي از مواد محيطي و زيستي استفاده شود. در بين بيماران ديابتي، انجام خون‌گيري شايع‌ترين کار جهت اندازه‌گيري سطح گلوکز است. اين تکنيک جديد از مزيت همگرايي فناوري ‌نانو و پلاسمونيک سطحي، که برهمکنش الکترون‌ها با فوتون‌ها را بررسي مي‌کند، استفاده مي‌کند. اين مهندسان در «براون» هزاران تداخل‌سنج پلاسمونيکي را روي زيست‌تراشه‌اي به اندازه ناخن چاپ کرده و غلظت مولکول‌هاي گلوکز را در آب بر روي اين تراشه اندازه‌گيري کردند.
نتايج آنها نشان داد که اين تراشه با طراحي خاص مي‌تواند سطوح گلوکز را مشابه به آنچه که در بزاق انسان وجود دارد، آشکارسازي کند. براي خلق اين حسگر، دانشمندان شکافي با پهناي 100 نانومتر ايجاد کرده و دو خراش با پهناي 200 نانومتر در هر دو طرف شکاف مذکور ايجاد کردند. اين شکاف فوتون‌هاي ورودي را گيراندازي کرده و آنها را محبوس مي‌کند. در ضمن اين خراش‌ها فوتون‌هاي ورودي را پراکنده مي‌كنند که با الکترون‌هاي آزاد اطراف سطح فلزي حسگر برهم‌کنش مي‌کنند. اين برهمکنش‌هاي الکترون آزاد - فوتون باعث خلق پلاريتون پلاسمون سطحي، يک موج خاص که طول‌ موجش از طول‌ موج فوتون در فضاي آزاد کوچک‌تر است، مي‌شود.
به گزارش ایسنا، اين امواج پلاسمون سطحي در طول سطح حسگر حرکت مي‌کنند تا با فوتون‌هاي داخل شکاف مواجه شوند، بسيار شبيه به دو موج اقيانوسي که از دو سمت مختلف مي‌آيند و با يكديگر برخورد مي‌کنند. اين «تداخل» بين دو موج منجر به بيشينه‌ها و کمينه‌هايي در شدت نور عبوري از شکاف مي‌شود. حضور يک آناليت يا ماده شيميايي که قرار است اندازه‌گيري شود، روي سطح اين حسگر تغييري در اختلاف فاز نسبي بين دو موج پلاسمون سطحي ايجاد مي‌کند، که به نوبه خود باعث ايجاد يک تغيير در شدت نور اندازه‌گيري شده مي‌شود. اين پژوهشگران، جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي «Nano Letters» منتشر کرده‌اند.

 يافته هاي جديد حاکي از آن است که تست HIV مبتني بر بزاق تنها 2 درصد کمتر از تست‌هاي خوني دقيق هستند و به اين ترتيب بيماران خود مي‌توانند آن را انجام داده و در مقياس گسترده و در نقاط مختلف دنيا، خصوصا مناطق فقير جهان مورد استفاده قرار دهند. محققان دانشگاه مگ?گيل کانادا در شماره جديد نشريه بيماري‌هاي عفوني لنست ضمن گزارش داده‌‌هاي 5 پايگاه داده‌اي جهاني نشان مي‌دهند که در جمعيت در معرض خطر بالا، تست بزاقي (که در سال 2004 به وسيله اداره کل غذا و داروي آمريکا نيز پذيرفته شده) در مقايسه با تست‌هاي خوني که تا 68/99 درصد دقت دارند، تا 98 درصد دقيق است. اين تست بدون درد و غيرتهاجمي که OraQuick HIV-1/2 saliva test ناميده مي‌شود، تنها در عرض 20 دقيقه جواب را آماده مي‌کند و نشان از وعده‌‌هاي اميدبخشي دارد که در مطالعات پيشين نيز ديده شده، اما اين مطالعه جديد اولين در نوع خود است که به ارزيابي پتانسيل جهاني اين تست پرداخته است. به گزارش سپید، محققان اذعان مي‌کنند که اين تست حريم خصوصي بيماران را بيشتر حفظ کرده و بيماران بيشتري براي انجام تست آمادگي نشان مي‌دهند و به بدنام‌سازي تست‌هاي مرتبط با ايدز نيز خط پاياني خواهد کشيد.

 بيماران مبتلا به ديابت براي بررسي سطح قندخون خود نياز به کاري تهاجمي و دردآور دارند که همان سوزن‌زدن به خود است اما اکنون به کمک محققان دانشگاه براون، حسگر جديدي ابداع شده که مي‌تواند سطح قندخون را با اندازه‌گيري غلظت گلوکز در بزاق بيماران تعيين کند و به اين ترتيب به ترس ناشي از سوزن در بيماران مبتلا به ديابت پايان بخشد. اين روش با کمک استفاده از همگرايي نانوتکنولوژي و پلاسمونيک‌هاي سطحي ابداع شده که تعامل ميان الکترون‌ها و فوتون‌ها را بررسي مي‌کند. پژوهشگران اين مطالعه هزاران تداخل پلاسمونيک را روي بيوتراشه‌هايي در اندازه ناخن انگشت گذاشته و غلظت ملکول‌هاي گلوکز را در آب روي تراشه اندازه گرفتند.
نتايج آنها حاکي از آن است که بيوتراشه‌هاي طراحي‌شده براي اين امر مي‌تواند سطح گلوکز را شبيه آنچه در بزاق انساني يافت مي‌شود، تشخيص دهد. غلظت گلوکز در بزاق به طور معمول حدود 100 برابر کمتر از آنچه است که در خون وجود دارد. اين ابداع، پذيرش اين حقيقت است که تداخلات پلاسمونيک مي‌توانند براي تشخيص مولکول‌ها در غلظت‌هاي کم مورد استفاده قرار گيرند و اين کار با استفاده از يک Foot print صورت مي‌گيرد که 10 بار کوچک‌تر از يک موي انساني است. اين روش مي‌تواند براي تشخيص مواد شيميايي ديگر، از سياه‌زخم گرفته تا ترکيبات بيولوژيکي هم مورد استفاده قرار گيرد و همه آنها در يک بار تشخيص، به موازات هم و با استفاده از يک تراشه انجام‌پذير است.
براي ساخت حسگر، محققان شکافي به پهناي صد نانومتر درست کرده و دو شيار با پهناي 200 نانومتر در هر دو طرف شکاف ايجاد کرده‌اند. اين شکاف فوتون‌هاي ورودي را مي‌گيرد و آنها را محدود مي‌کند. در همين حال شيارها فوتون‌هاي ورودي را پراکنده مي‌کنند که با الکترون‌هاي آزاد اطراف سطح حسگر فلزي تداخل مي‌کند. محققان اذعان مي‌دارند که با اين حسگر جديد و فناوري به‌کار رفته در آن مي‌توان غظت گلوکز را در آب با دقتي برابر 36/0 ميلي‌گرم در هر دسي‌ليتر اندازه گرفت. با استفاده از اين بيوتراشه‌ها، مي‌توان غربالگري چند بيومارکر را براي بيماران مختلف، همه را در يک زمان و به موازات هم و با حساسيتي بسيار دقيق انجام داد. برنامه بعدي مهندسان اين مطالعه ساخت حسگرهايي است که براي گلوکز و ديگر مواد براي تست‌ها و وسايل جديد متناسب شده‌اند. روش پيشنهادي بسياري از تشخيص‌ها با توان بالا را در آناليزهاي محيط‌زيستي و بيولوژيکي امکان‌پذير مي‌کند که همگي در يک طراحي بسيار جمع‌وجور امکان‌پذير است و همه اين پيشرفت‌ها به مدد تکنولوژي‌هاي مدرني است که حساسيت بسيار بالايي دارد و مي‌توانند در خدمت بيماران، همچنين محيط‌زيست قرار گيرند.

محققان دانشگاه لس‌آنجلس در كاليفرنيا دريافتند كه بدون داشتن هيچ‌گونه اطلاعاتي از سوابق شخصي و تنها با يك آناليز روي بزاق دهان، مي‌توان سن دقيق افراد را مشخص كرد. در واقع پژوهشگران با تحليل‌ الگوي ويژه‌اي به نام «متيلاسيون» از ساختار DNA انسان اين تست دقيق را انجام مي‌دهند. نكته مهم در اين تست، آن است كه گذشت ساليان عمر و تغييرات محيطي، روي دقت اندازه‌گيري اين مدل بي‌تاثيرند و از زمان نمونه‌برداري از بزاق تا 5 سال ديگر هم مي‌توان سن فرد را دقيق بيان كرد. اين تست در كشورهاي مختلفي كه افراد در سنين خاص با قوانين مخصوص به خود مواجهند، كاربرد بسياري پيدا مي‌كند. از سوي ديگر با مطالعه‌هاي وسيع‌تر بر ساختار DNA، شايد بتوان به بيماري‌هايي كه ممكن است در آينده به آنها دچار شويم، پي برد و با آگاهي‌ از آنها، راهكارهاي مناسبي براي مقاوم ساختن انسان نسبت به اين نوع بيماري‌ها ارائه كرد. در واقع با اين تست مي‌توان انتظار داشت در آينده ديگر بيماري‌ خاصي گريبانگير افراد نشود.

نمونه گیری دردناك از خون برای تشخیص دیابت به زودی به خاطره ها می پیوندد چرا كه دانشمندان یك ابزار زیستی ساخته اند كه می تواند غلظت گلوكز را در بزاق انسان اندازه گیری كند. این شیوه می تواند نیاز افراد دیابتی را به نمونه گیری از خون برای اندازه گیری میزان گلوكز از بین ببرد. این تراشه زیستی توسط محققان دانشگاه براون طراحی و ساخته شده است. در این تراشه از مداخله گرهای پلاسمونیك استفاده شده است و می تواند برای اندازه گیری گستره ای مواد زیستی و محیطی استفاده شود.  این شیوه از مزایای همگرایی نانوفناوری و پلاسمونیك سطحی كه واكنش الكترون ها و پروتون ها (نور) را بررسی می كند بهره مند شده است. مهندسان دانشگاه براون هزاران مداخله گر پلاسمونیكی را به یك تراشه زیستی كه به اندازه یك ناخن است اضافه و میزان غلظت مولكول های گلوكز را در آب روی این تراشه اندازه گیری كردند. نتایج نشان داد كه این تراشه زیستی می تواند میزان گلوكز را مشابه میزان یافت شده در بزاق انسان تشخیص دهد.
گلوكز در بزاق انسان حدود 100 برابر كمتر از خون غلظت دارد. این امر نشان می دهد كه این تراشه زیستی قابلیت بررسی مواد شیمیایی در غلظت های بسیار كم را نیز داراست. از این شیوه می توان برای تشخیص دیگر مواد شیمیایی نیز استفاده كرد. امكان تشخیص همزمان و یا موازی مواد شیمیایی با یك تراشه وجود دارد. برنامه بعدی مهندسان ساخت سنجنده های مناسبی برای گلوكز و دیگر مواد برای آزمایشهای بعدی این ابزار است. نتایج این تحقیقات در نشریه مجموعه مقالات نانو انجمن شیمی آمریكا منتشر شده است.

يك كمپاني انگليسي اقدام به توليد يك وسيله تشخيص كرده است كه والدين مي‌توانند ظرف 5 دقيقه از روي ترشح‌هاي بزاق فرزندان خود متوجه شوند كه آنها سوءمصرف مواد مخدر داشته‌اند يا خير. اين وسيله كه بيوسنسور ونتيكس (Vantix) نام گرفته مي‌تواند توسط نيروهاي پليس براي شناسايي افرادي كه از مواد توهم‌زا حين رانندگي استفاده كرده‌اند نيز به كار رود. اين وسيله به اندازه يك تلفن همراه است كه داراي نواري است كه به بزاق فرد مشكوك آغشته مي‌شود و در شكافي كه در اين وسيله تعبيه شده كارگذاري شده و آلودگي با مواد مخدر را شناسايي مي‌‌کند. قيمت اين وسيله بسيار ارزان‌ بوده و 30/2 دلار در نظر گرفته شده است. قرار است اين وسيله تا دو سال آينده در اختيار عموم قرار گيرد.