محقق ویرجینیا تک مبلغ 400000 دلار کمک هزینه NSF برای توسعه نمونه‌کننده بوی پوست جدید دریافت کرد.

چندین دانشجوی فارغ التحصیل در رشته های مهندسی برق و کامپیوتر نیز با این پروژه درگیر هستند و از کسب تجربه عملی در طول فرآیند تحقیق لذت برده اند. نیپون تاماتام یک دستیار پژوهشی فارغ التحصیل در رشته مهندسی برق است و مستقیماً با آگاه در پروژه Sensorp کار می کند. تمرکز اصلی او بر روی پیش تغلیظ‌کننده‌های میکروساختی است که نمونه‌هایی با غلظت بسیار پایین جمع‌آوری می‌کنند تا قابل تشخیص باشند.

علاوه بر تحقیق و توسعه پیشنهادی این حسگر پوست جدید، آگاه و تیمش نمایش‌هایی از این سیستم را به عنوان بخشی از گسترش آموزشی در برنامه ابتکاری پیش دانشگاهی فناوری ویرجینیا، که توسط مرکز کالج مهندسی برای افزایش تنوع مهندسی هدف از این مدل سنسورهای پوست، آشنا کردن دانش‌آموزان دبیرستانی با علوم و مهندسی پیشرفته و کمک به آنها برای ایجاد ارتباط با روشی که این رشته‌ها را می‌توان برای حل مشکلات دنیای واقعی ادغام کرد.

شکیل، دانشجوی سابق دکترای آگاه، در سال 2015 از دپارتمان مهندسی برق و کامپیوتر ویرجینیا تک فارغ التحصیل شد. آگاه گفت که از فرصتی برای همکاری با Shakeel در سمت جدید هیجان زده است.

تحقیقات اخیر ارتباط بین مواد فرار پوست و عبور احتمالی ترکیبات از عروق خونی، تأثیرات رژیم غذایی و فعالیت متابولیک مرتبط با افزایش سن را برجسته کرده است. علاوه بر این، تحقیقات نشان داده است که سگ ها توانایی بویایی برای تشخیص وجود COVID-19 از انتشار فرار از بدن را دارند. بنابراین، محققان پوست و VOC ها را به عنوان منابع مهم در هنگام شناسایی مسائل بهداشتی و تشخیص بیماری های خاص شناسایی کرده اند.

هدف نهایی این حسگر پوستی جدید با آزمایش خانگی کووید مشابه است. مصرف کنندگان انتظار گزینه های کم تهاجمی، مقرون به صرفه و راحت برای نیازهای مراقبت های بهداشتی را دارند. دستگاه هایی مانند Sensorp این نیاز را برآورده می کنند و در کاهش بار بر روی ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی و سیستم های بیمارستانی مفید هستند.

آئویف مورین، محقق اصلی

چشم انداز یافتن نشانگرهای زیستی جدیدی که بتوانیم به صورت غیرتهاجمی از پوست خود جمع آوری کنیم بسیار فریبنده است -; این پتانسیل را دارد که به یک چالش بزرگ در تشخیص سلامت امروز رسیدگی کند. من مشتاقانه منتظر همکاری با مسعود و تیم بلفاست هستم تا ببینم چه چیزی و چگونه می توانیم در این زمینه هیجان انگیز مشارکت کنیم.”

نمونه‌بردار پیشنهادی بوی پوست، به نام SenSorp، توانایی نظارت بر میزان ترکیبات آلی فرار (VOCs) جمع‌آوری‌شده در زمان واقعی را خواهد داشت. VOCهای پوستی که در سطح پوست یافت می شوند، از ترشحات غدد و برهمکنش آنها با میکروارگانیسم های خارجی به دست می آیند. آنها می توانند بینشی در مورد سلامت یک فرد ارائه دهند و یک مسیر غیرتهاجمی برای بررسی بیوشیمی بدن ارائه دهند. آزمایش ترشحات غدد پوستی بیش از 500 ترکیب از جمله آلدئیدها (که اغلب به عنوان حشره کش برای گیاهان و سبزیجات استفاده می شود)، اسیدهای کربوکسیلیک، الکل ها، کتون ها و مشتقات آمونیاک یا آمین ها را شناسایی کرده است.

آگاه گفت: «او مخترع برخی از فناوری‌هایی است که ما در ویرجینیا تک توسعه داده‌ایم و در این تحقیق از آنها استفاده خواهیم کرد. او در حال کار بر روی سنسورهای ارزان قیمت برای نظارت بر گاز است، و ما فکر کردیم که این فرصتی عالی برای شروع نوع جدیدی از کار با یکدیگر است. پروژه NSF تامین شده از فناوری ما برای جمع آوری بوی پوست استفاده می کند و از حسگر خود برای تعیین مدت زمان استفاده می کند. این مجموعه بو باید ادامه یابد.”

آگاه بیش از 20 سال تجربه در کاربرد مفاهیم مهندسی برق و کامپیوتر در پروژه های تحقیقاتی مهندسی پزشکی دارد. برای این پروژه، سرپرست دانشکده سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی به طراحی و ساخت این دستگاه‌های جدید کمک خواهد کرد. به طور خاص، آگاه بسته منحصر به فرد پرینت سه بعدی SenSorp با مکانیزم قفل چرخشی و همچنین ماژول انژکتور خودکار SenSorp را توسعه خواهد داد که نمونه جمع‌آوری‌شده را به شکل یک پلاگ تیز در سیستم‌های کروماتوگرافی گازی آزاد می‌کند. پس از ساخت این دو قطعه، آگاه آنها را برای سایر اعضای تیم ارسال می کند.

پوست انسان بزرگترین عضو بدن است. همچنین از بافت زنده داخلی و سایر اندام‌ها محافظت می‌کند، دمای بدن را تنظیم می‌کند و حتی ویتامین D را متابولیزه می‌کند. مطالعات نشان می‌دهد که بیماری‌های پوستی ترکیب مولکولی و میکروبی پوست انسان را تغییر می‌دهند و آن را به منبعی غنی از اطلاعات در مورد سلامت فیزیکی ما تبدیل می‌کنند.

ثامتام گفت: «دکتر آگاه مرتباً بیان می کند که یک دستگاه در 10 سال آینده چه کاری می تواند باشد یا انجام دهد، به جای اینکه در آینده نزدیک چه خواهد شد. “مکالمات ما به من انگیزه می دهد که به جای محدود کردن خودم به یک راه حل عمیق تر در مورد مشکل فکر کنم. قدردانی و حمایت او از نوآوری به من آزادی خلاقانه زیادی برای اجرای ایده های جدید و غیر متعارف می دهد.”

مسعود آگاه، پروفسور کنسرسیوم میکروالکترونیک ویرجینیا، مدیر موسس زیرساخت شبکه‌ای نانوتکنولوژی ویرجینیا، و محقق دپارتمان مهندسی برق و کامپیوتر برادلی در ویرجینیا تک، کمک مالی نزدیک به 400000 دلاری از بنیاد ملی علوم (NSF) دریافت کرده است. یک نمونه‌بردار جدید رایحه پوست ایجاد کنید. آگاه با محققانی از ایرلند برای توسعه این دستگاه جدید زیست پزشکی همکاری خواهد کرد.

آگه و تیم او امیدوارند در سال‌های آینده از همین فناوری برای ورود به بازار تجهیزات پزشکی پوشیدنی استفاده کنند که طبق تحقیقات گراند ویو، انتظار می‌رود تا سال 2030 به 196 میلیارد دلار برسد. هدف این است که در نهایت یک تراشه نیمه هادی پوشیدنی ایجاد کنیم که بوی پوست ما را برای مدتی جمع می کند. سپس می‌توان بوی جمع‌آوری‌شده را با استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی پیچیده یا حسگرهای ارزان‌قیمت تجزیه و تحلیل کرد تا تغییرات را برای علائم بیماری جسمی یا روانی احتمالی تشخیص دهد.

او گفت: “تصور کنید – در حالی که شما خرید خود را انجام می دهید، بوی پوست شما را جمع می کند و سپس می توانید آن را در یک میکروگروماتوگرافی گازی قرار دهید تا آنالیز فوری انجام دهید.” همه‌گیری COVID-19 به ما نشان داده است که باید به فناوری‌های جدیدی دسترسی داشته باشیم که بتوانیم به سرعت آن‌ها را گسترش دهیم، به طور انبوه به کار ببریم و سپس از آن فناوری‌ها برای نظارت بر سلامت فردی خود و جلوگیری از گسترش بیماری استفاده کنیم. این تحقیق یک تماس مستقیم است. به آن چالش ها.”