علماء يطورون طريقة جديدة لمراقبة مستويات السكر في الدم بدقة عالية ودون الحاجة إلى إبر

طوّر علماء في جامعة ساراتوف الحكومية الروسية للأبحاث الحكومية، مستشعرًا مبتكرًا يراقب مستويات الجلوكوز بدقة دون ثقب الجلد، إذ يساعد هذا الحل الرائد مرضى السكري على تجنب الإجراءات المؤلمة، ويوفر صورة أشمل لتغيرات سكر الدم في الوقت الفعلي.

ويعتمد هذا التطوير على مادة استشعار فريدة ومرنة وجيدة التهوية، وهي ركيزة "بولي أكريلونيتريل" غير منسوجة ومطلية بجسيمات نانوية فضية، فتضخِم هذه الجسيمات إشارة جزيئات الجلوكوز بشكل كبير من خلال تشتت "رامان العملاق" (تشتت الضوء بعد اصطدامه بالجزيئات، ما يؤدي إلى تغير في طوله الموجي نتيجة لتبادل الطاقة)، وذلك لتحسين الانتقائية والحساسية، حيث طلي المستشعر بـ"أوكسيديز الجلوكوز"، وهو إنزيم يتفاعل مباشرة مع الجلوكوز، ما يلغي الإشارة الضعيفة الكامنة في قياسات الجلوكوز المباشرة.

واختبر العلماء هذه الطريقة بنجاح على عينات من الماء والعرق الاصطناعي بتركيزات جلوكوز تتراوح بين 1 و10 ملي مولا، تغطي نطاقا من المستويات الطبيعية إلى ارتفاع سكر الدم الحاد.

وباستخدام خوارزميات التعلم الآلي لمعالجة البيانات التجريبية، حقق الباحثون دقة تنبؤ بلغت 93.8%، الأمر الذي يجعل هذا المستشعر واحدا من أكثر الأجهزة الواعدة لمراقبة مستوى الجلوكوز بشكل مستمر دون اختراق الجلد. وعلقت أولجيا جوسلياكوفا، الباحثة الرئيسية في مختبر الصوتيات الضوئية الطبية الحيوية بجامعة ساراتوف الحكومية الروسية، قائلةً: "يتمثل الابتكار الرئيسي في هيكل الألياف غير المنسوجة، الذي يتحكم في خصائص الضوء على السطح، ويركز الجزيئات في مناطق ذات أقصى تضخيم للإشارة، تعرف باسم "النقاط الساخنة"، وهذا يزيد بشكل كبير من حساسية وموثوقية القياسات، علاوة على ذلك، يتميز الجهاز بالمرونة ونفاذية الهواء وخصائص الترشيح وانخفاض الحساسية، وهو أمر مهم لراحة وأمان الاستخدام اليومي".

وفي الوقت الحالي، تهيمن على سوق مراقبة مستوى الجلوكوز، بشكل مستمر، الأجهزة التي تتطلب ثقب الجلد لإدخال المستشعرات تحت السطح. يقدم تطوير الجامعة الروسية طريقة لا تلامسية تماما، حيث يتم تحليل مستوى الغلوكوز من خلال العرق على سطح الجلد، ما يغني عن الإجراءات المؤلمة ويحسن راحة المريض.

ويتوقع الخبراء أن يصل حجم سوق أجهزة قياس السكر وأنظمة المراقبة في روسيا إلى نحو 809 ملايين دولار بحلول عام 2029، ومن المتوقع أن تصبح هذه التقنية منافسا قويا. ولعبت فيكتوريا باكال، الطالبة الجامعية في معهد الكيمياء بجامعة ساراتوف الحكومية الروسية، دورًا رئيسيًا في هذا المشروع، حيث طوّرت طريقة لإنشاء ركائز استشعار جديدة.

وحظي البحث بدعم من مؤسسة العلوم الروسية، إذ يفتح جهاز الاستشعار المبتكر آفاقا جديدة في مجال الطب الشخصي، حيث سيساعد هذا الحل المبتكر ملايين مرضى السكري حول العالم على تجنب الإجراءات المؤلمة وتوفير مراقبة مستمرة لسكر الدم.