الأجهزة القابلة للارتداء

لصاقة جلد كهربائية تستعيد الإحساس المفقود وتنبئ بالمرض

تخيل أن يعيد غشاء رقيق ومرن يوضع على ظهر يدك إحساسك بها بعد أعوام من فقدانه لتشعر مجددًا بالماء يداعب أصابعك.

ربما يبدو هذا نوعًا من الخيال لكن هذا ما يحاول باحثون أوروبيون على تحقيقه بتطوير لصاقات غشائية مرنة تشابه الجلد البشري في الشكل أو الوظيفة أو كلاهما.

تعد هذه اللصاقات نوعًا من الإكلترونيات القابلة للارتداء مثل ساعات تعقب اللياقة التي تستشعر الحركات والاهتزازات لتحدد أداء المستخدم ومنها التي تقيس نبضه وضغطه.

يسعى مطورو اللصاقات الذكية إلى إنتاج أغشية قابلة للتمدد مرنة ومنيعة تتضمن حساسات متطورة قادرة على الشفاء الذاتي. لا شك أن استخداماتها في المجالات الطبية وإنتاج الروبوتات لا حصر لها.

جهاز عصبي مركزي

توجد أغشية شبيهة بالجلد تلتصق بالجسم وتلتقط تغيرات الضغط والإجهاد والانزلاق والقوة ودرجة الحرارة، وتتعرف أخرى على تغيرات حيوية كيميائية تنذر بالأمراض. يحلم العلماء بتطوير جلود كهربائية تتصل بالجهاز العصبي المركزي للمستخدم من المشلولين لاستعادة الإحساس لديه عقب المرض أو الرضوض، إذ يرون أن هذه اللصاقات الاصطناعية ستشهد تطورًا خلال العقد المقبل لتحذر مستخدمها من أخطار لا يستطيع توقعها عادةً.

يسعى فريق باحثون لتطوير جلد يجمع بيانات صحية دون الحاجة إلى مصدر خارجي للطاقة. إذ يزود الغشاء ذاته بالطاقة بفضل خاصية الكهروضغطية، وهي الشحنة الكهربائية المتراكمة في مواد معينة مثل العظم والحمض النووي وبعض البروتينات نتيجةً للضغط الميكانيكي المطبق، فمثلًا يؤدي انسكاب كوب القهوة الساخنة على ساق رجل مشلول إلى تغير في الجلد يترجم إلى ضغط ميكانيكي ليتحول إلى إشارة كهربائية تطلق إنذارًا صوتيًا أو ضوئيًا.

غير سام

يكمن التحدي في إيجاد مواد غير سامة للجسم البشري تتسم بخاصية الكهروضغطية. لا شك أن اختيار مادة سليمة للجسم البشري عامل مهم، خصوصًا إن علمنا أن المواد المستخدمة حاليًا تتضمن الرصاص المضر.

إذ يشمل التوجه الحالي البحث عن بدائل حيوية تستخدم حتى كزرعات. ستستخدم هذه المواد عند تطويرها في مجالات طبية وحيوية مثل محصلات طاقة وحساسات حيوية تنقل المعلومات المهمة من الجسم البشري إلى المستخدم.

مرض

تمتاز لصاقة إيه الكهربائية من مشروع آخر بخاصية الاستشعار الحيوي التي استلهمت من الأمراض الإنتانية لاكتشافها سريعًا وتشخيصها. وخلص العلماء إلى طريقة لتحليل النفس للتفريق بين الأمراض، على الرغم من أن استخدام لصاقة جلدية لاكتشافها أفضل.

جاءت فكرة تحليل النفس لتكون طريقةً سريعة وغير جراحية لتشخيص الإصابة بالسل الرئوي، وهو مرض معد ينتشر في الدول النامية ويصيب نحو عشر ملايين شخص سنويًا ويودي بحياة نحو 1.4 مليار شخص.

ولا ريب أن الاكتشاف المبكر للمرض مهم لمنع انتقاله إلى المخالطين وبدء العلاج بالمضادات الحيوية. يشخص السل عادةً بتحليل قشع المريض وقد تستغرق النتيجة نحو أسبوعين وخاصةً في المجتمعات النائية التي تتطلب إرسال العينات إلى مدن كبرى. وبهذا ستكون لصاقة إيه بديلًا في متناول الجميع وفعالًا لاختبار القشع.

إذ تستخدم حساسات كيميائية لالتقاط التغيرات في مركبات الجسم العضوية التي يطلقها الجسم عند الإصابة بالمرض، وتصل دقة تشخيص الإصابة إلى نحو 90% خلال ساعة. تكلف لصاقة إيه دولارين على الأكثر وتتطلب قارئًا كهربائيًا يستخدمه الطبيب لتفعيل اللصاقة وقراءة النتائج. ستشهد الأعوام القادمة طرح هذه اللصاقات في الأسواق.

يحاول الباحثون فهم الآلية الدقيقة لعملية نقل البيانات من اللصاقة إلى الجلد. يتوقع تطوير لصاقة للاستخدام طويل الأمد لمتابعة فعالية علاج السل. قد تتعرض اللصاقة مع الاستخدام الطويل للضرر أو التشقق. وهو ما دفع العلماء إلى تطوير آلية للإصلاح الذاتي تتيح لمجموعة روابط ببتيدية تشكيل شبكات جديدة عند اكتشاف الضرر لاستعادة سلامة الجلد الكهربائي.

– المصدر: لصاقة جلد كهربائية تستعيد الإحساس المفقود وتنبئ بالمرض على موقع مرصد المستقبل.

مرصد المستقبل

مرصد المستقبل هي منصة علمية عالمية لاستشراف المستقبل تعمل على تغطية آخر ما توصل له العلم وقطاع التكنولوجيا باللغة العربية بشكل يومي من خلال المقالات البحثية والإنفوجرافيك والمواد المرئية. المرصد هو ناتج شراكة استراتيجية بين مؤسسة دبي للمستقبل وشركة مرصد المستقبل ذ.ذ.م. يتكون فريق العمل من خبراء ومحللين من كلتا المؤسستين لتعزيز العلم والابتكار في المنطقة.