حسگر نانوترانزیستوری که همزمان فعالیت الکتریکی و مکانیکی سلول‌های قلب را اندازه‌گیری می‌کند
- لینک مفید:محققان مهندسی نانوذرات متخلخلی را برای پزشکی ترمیمی توسعه می‌دهند
- بیشتر بدانید:تاثیرنانومواد بر تعاملات میکروبیوم روده و سیستم ایمنی
- بیشتر بخوانید:تکنیک نوآورانه‌ای که از نانوذرات حسی برای تشخیص بیماری استفاده می‌کند
حسگر نانوترانزیستوری که همزمان فعالیت الکتریکی و مکانیکی سلول‌های قلب را اندازه‌گیری می‌کند
یک تیم تحقیقاتی دانشگاه ماساچوست برای اولین بار با استفاده از یک نانوسیم معلق، حسگر کوچکی ساخته است که می‌تواند همزمان پاسخ‌های سلولی الکتریکی و مکانیکی را در بافت قلب اندازه‌گیری کند و برای مطالعات بیماری‌های قلبی، آزمایش داروها و پزشکی ترمیمی امیدوارکننده باشد.
هونگیان گائو، دانشجوی دکترای مهندسی برق و کامپیوتر (ECE) و نویسنده اول مقاله منتشر شده به صورت آنلاین در مجله Science Advances، این اختراع را به عنوان "ابزاری جدید برای مطالعات قلبی بهبود یافته که پتانسیل کاربردهای پیشرفته در آزمایش‌های بیماری‌های قلبی را دارد" توصیف می‌کند.
از آنجا که سلول یک عنصر عملکردی اساسی در زیست‌شناسی است، رفتارهای مکانیکی و الکتریکی آن دو ویژگی کلیدی هستند که وضعیت سلول را نشان می‌دهند و در نتیجه برای نظارت بر سلامت، تشخیص بیماری و ترمیم بافت مهم هستند.
جون یائو، سرپرست تیم تحقیقاتی، استادیار ECE و دستیار مهندسی زیست‌پزشکی می‌گوید: «ارزیابی جامع از وضعیت سلولی نیازمند دانش همزمان از خواص مکانیکی و الکتریکی است.»
این دو ویژگی معمولاً توسط حسگرهای مختلف اندازه‌گیری می‌شوند و میزان اختلال در عملکرد سلول با تعداد حسگرهای مورد استفاده افزایش می‌یابد.
این حسگر از یک نانوسیم سیلیکونی نیمه‌رسانای معلق سه‌بعدی ساخته شده است. این نانوسیم با اندازه‌ای بسیار کوچک‌تر از یک سلول واحد، می‌تواند محکم به غشای سلولی بچسبد و فعالیت‌های سلولی را از نزدیک «گوش دهد».
همچنین دارای خواص منحصر به فردی برای تبدیل فعالیت‌های بیوالکتریکی و بیومکانیکی «شنیده شده» به سیگنال‌های حسگر الکتریکی برای تشخیص است.
ائو می‌گوید: «به‌جز توسعه‌ی زیست‌تراشه‌های یکپارچه، گام بعدی ما ادغام نانوحسگرها روی داربست‌های مستقل برای عصب‌دهی بافت در شرایط آزمایشگاهی (in vitro) جهت مطالعات بافت‌های عمیق است.
در درازمدت، امیدواریم که نانوحسگرها بتوانند به‌طور ایمن به سیستم‌های قلبی زنده منتقل شوند تا نظارت بر سلامت و تشخیص زودهنگام بیماری بهبود یابد.»
یائو می‌گوید مفهوم ادغام چندین عملکرد حسگر در یک دستگاه، قابلیت‌های مهندسی رابط زیستی عمومی را نیز گسترش خواهد داد.
تاریخ:1404/8/18
مهسا نعمتی
