Kronik stres, kan basıncının artmasına ve kardiyovasküler hastalık, bağışıklık fonksiyonunun azalmasına, depresyon ve anksiyeteye yol açabilir. Ne yazık ki, stresi izlemek için kullandığımız araçlar genellikle kesin olmayan veya pahalıdır, kendi kendini bildiren anketlere ve psikiyatrik değerlendirmelere dayanmaktadır.
Şimdi bir Tufts Disiplinlerarası Mühendis ve ekibi, bir stres hormonu olan kortizolü gerçek zamanlı olarak kolayca ve doğru bir şekilde ölçebilen özel olarak tasarlanmış bir diş ipi kullanarak basit bir cihaz tasarladı. Çalışma dergide yayınlandı ACS Uygulamalı Malzemeler ve Arayüzler.
Elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü Sameer Sonkusale, “Stres ve diğer bilişsel durumların problem çözme ve öğrenmeyi nasıl etkilediğini inceleyerek Tufts’daki çeşitli departmanlarla bir işbirliği içinde başladı.” Dedi.
“Ölçümün ek bir stres kaynağı oluşturmasını istemedik, bu yüzden düşündük ki, günlük rutininizin bir parçası haline gelen bir algılama cihazı yapabilir miyiz? Kortizol tükürükte bulunan bir stres markeridir, bu nedenle diş ipi günlük bir örnek almak için doğal bir uyum gibi görünüyordu.”
Tükürük algılayan bir diş ipi tasarımları, yaygın bir diş ipi seçimi gibi görünüyor, ip, düz bir plastik saptan uzanan iki çatal boyunca gerilmiş, hepsi de işaret parmağınızın boyutu. Tükürük, diş ipi üzerindeki çok dar bir kanal aracılığıyla kılcal etki ile alınır. Sıvı, kortizol tespit eden elektrotlara yayıldığı toplama sapına ve ekli bir sekmeye çekilir.
Elektrotlar üzerinde kortizol tanıma, neredeyse 30 yıl önce geliştirilen ve elektropolimerleştirilmiş moleküler baskılı polimerler (EMIP) olarak adlandırılan dikkate değer bir teknoloji ile gerçekleştirilir. Elinizin alçı bir dökümünü yapma şeklinize benzer şekilde çalışırlar.
Bir şablon molekülünün etrafında bir polimer oluşur, bu durumda kortizol, daha sonra bağlanma alanlarının arkasında bırakmak için çıkarılır. Bu bölgeler, hedef molekülün fiziksel ve kimyasal şekli “belleğine” sahiptir, böylece gelen serbest yüzen molekülleri bağlayabilirler.
İmzi kalıpları çok yönlüdür, bu nedenle, doğurganlık izleme için östrojen, diyabet izleme için glikoz veya kanser belirteçleri gibi tükürükte bulunabilen diğer molekülleri tespit eden diş ipi sensörleri oluşturabilir. Stres, kardiyovasküler hastalık, kanser ve diğer durumların daha doğru izlenmesi için aynı zamanda tükürükte çoklu biyobelirteçleri tespit etme potansiyeli de vardır.
Sonkusale, “Imip yaklaşımı bir oyun değiştirici.” Dedi. “Biyosensörler tipik olarak ilgili molekülü alan antikorlar veya diğer reseptörler kullanılarak geliştirilmiştir.
“Bir marker bulunduktan sonra, sensöre bağlı alıcı molekülü biyomühendiklik yapmak zorundadır. IMIP, antikor veya reseptör yapmak için çok fazla yatırıma dayanmaz. Stres veya başka bir hastalık veya durum için yeni bir marker keşfederseniz, çok kısa bir süre içinde bir polimer dökümü oluşturabilirsiniz.”
Kortizol sensörlerinin doğruluğu, piyasadaki veya gelişimdeki en iyi performans gösteren sensörlerle karşılaştırılabilir. Bu cihazı, eğitime ihtiyaç duymadan eve ve bireylerin eline getirmek, stres izlemeyi sağlık hizmetlerinin birçok yönüne katlamayı mümkün kılacaktır. Şu anda, Sonkusale ve meslektaşları, ürünü pazara sunmaya çalışmak için bir girişim oluşturuyorlar.
Dental diş ipi sensörü kantitatif olarak oldukça doğru olsa da, tükürükteki izleme belirteçlerinin uygulamanın bir durumun ilk tanısı için değil, izleme için en iyisi olduğuna dikkat çekiyor. Bu kısmen, tükürük belirteçlerinin bireyler arasında hala varyasyonları olabilir.
“Teşhis için kan hala altın standarttır, ancak teşhis edildikten ve ilaç kullandıktan sonra, kalp sağlığınızın iyileşip iyileşmediğini görmek için zamanla kardiyovasküler bir durumu izlemeniz gerekiyorsa, sensörle izleme kolay olabilir ve gerektiğinde zamanında müdahalelere izin verir” diyor.
Yeni araştırma, Sonkusale ve araştırma ekibinin, esnek elektronik cihazlara dokunabilen giysilere ve transistörlere gömüldüğünde, terlerde metabolitleri veya hareketi tespit edebilen sensörler de dahil olmak üzere bir dizi iplik tabanlı sensör yeniliğine katkıda bulunuyor.
