Գիտնականները շնչառական հիվանդությունները հայտնաբերելու սարք են ստեղծել

Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի գիտնականները գրաֆենի և պոլիմերի վրա հիմնված սենսոր են մշակել, որը կարող է անմիջապես վերլուծել արտաշնչվող օդի կազմը։ Նրանց տվյալներով՝ սարքը հայտնաբերում է շաքարախտի, սրտի անբավարարության և այլ խրոնիկական հիվանդությունների նշաններ, հաղորդել են Ռուսաստանի գիտության հիմնադրամի մամուլի ծառայությունից։

Արտաշնչվող օդի վերլուծությունը ոչ ինվազիվ ախտորոշիչ մեթոդ է, որն օգտագործվում է բժշկության մեջ թոքերի գործշառույթը գնահատելու, մի շարք հիվանդություններ հայտնաբերելու, ինչպես նաև բորբոքային գործընթացներն ու օրգանիզմում կենսաքիմիական փոփոխությունները վերահսկելու համար։ Մինչ օրս բժշկական սենսորների մեծ մասը չափում էր միայն ֆիզիկական շնչառական պարամետրեր, մասնավորապես՝ շնչառության հաճախականությունը, զարկերակը, թթվածնի հագեցվածությունը և արյան ճնշումը, հաղորդում է РИА Новости-ն։ Սակայն արտաշնչվող օդը նաև քիմիական մարկերներէ պարունակում, որոնք կարող են մատնանշել օրգանիզմում տեղի ունեցող փոփոխությունները։

Գիտնականները մշակել են գրաֆենի և պոլիմերի վրա հիմնված սենսոր, որը ճշգրիտ վերլուծում է արտաշնչվող օդի քիմիական կազմը։

«Օրինակ՝ շաքարախտը և սրտի որոշ հիվանդություններ արտաշնչվող շնչառության մեջ մեծացնում են ացետոնի քանակը, մինչդեռ երիկամներին առնչվող խնդիրները բարձրացնում են ամոնիակի մակարդակը։ Սակայն արտաշնչվող շնչառության վերլուծության համար առկա սենսորները, որպես կանոն, բավարար չափով զգայուն չեն կամ բարդ են և հասանելի են միայն բժշկական հաստատություններում։ Հետևաբար, նոր, գերզգայուն սարքերի մշակումը հատկապես արդիական է»,- ասում է Ռուսաստանի գիտության հիմնադրամի դրամաշնորհով ֆինանսավորվող նախագծի ղեկավար, ՌԴ գիտությունների ակադեմիայի Սիբիրյան մասնաճյուղի Ա.Վ. Ռժանովի անվան ֆիզիկական խնդիրների ինստիտուտին առընթեր 3D նանոկառուցվածքների ֆիզիկայի և տեխնոլոգիայի լաբորատորիայի առաջատար գիտաշխատող Իրինա Անտոնովան։

Ռուսաստանցի գիտնականների մշակած դյուրակիր բժշկական սարքը բաղկացած է սովորական գրասենյակային թղթի վրա տպված բարակ թաղանթից։ Այն հնարավորություն է տալիս գնահատել սրտի խնդիրներից, արյան մեջ գլյուկոզի բարձր մակարդակից, ասթմայից և այլ հիվանդություններից տառապող մարդկանց առողջությունը և ցույց է տալիս՝ արդյոք նրանք պետք է դիմեն բժշկի։ Սենսորը կարելի է ամրացնել մարմնին կամ ստանդարտ բժշկական դիմակին և օգտագործվել հիվանդանոցներում, օրինակ՝ վիրահատության ժամանակ շնչառության մշտական մոնիթորինգի համար։

«Սարքը մեզ հնարավորություն է տալիս ստանալ արտաշնչված օդի սպեկտր, որում կարելի է տեսնել ացետոնի, ջրի և, ենթադրաբար, էթիլենի պիկեր: Սենսորի բարձր զգայունությունը մեզ հնարավորություն է տալիս նույնիսկ հետևել ուտելուց հետո արյան մեջ գլյուկոզի մակարդակի պարզ աճին՝ գրանցելով այն ժամանակը, որը օրգանիզմը պահանջում է այս բեռը մշակելու և ցածր սկզբնական մակարդակին վերադառնալու համար»,- պարզբանել է Անտոնովան։

Ըստ նրա՝ երբ արտաշնչված օդը հարվածում է սենսորի սենսորային տարրերին, դրանց էլեկտրականություն հաղորդելու ունակությունը փոխվում է: Դա պայմանավորված է նրանով, որ սենսորը գազեր է որսում՝ ջրի գոլորշի, ացետոն, ամոնիակ և այլն, որոնք նպաստում են էլեկտրականության անցմանը: Արդյունքում, սարքը գրանցում է օդի քիմիական կազմի փոփոխությունները՝ կախված ժամանակից։

Նոր սենսորի միջոցով հետազոտողները գնահատել են 32 կամավորների արտաշնչված օդի քիմիական կազմը, ներառյալ՝ առողջ մարդկանց, շաքարախտից տառապողներին և սրտի կաթված ստացած մարդու: Սարքը բուժառուների արտաշնչված օդի սպեկտրներում ացետոնին համապատասխանող պիկեր է հայտնաբերել։

Սենսորի զգայունությունը բավարար է ացետոնի նվազագույն քանակությունը հայտնաբերելու համար, ինչը սարքը դարձնում է օգտակար մի շարք խրոնիկական հիվանդությունների վաղ ախտորոշման համար, նշել է Իրինա Անտոնովան։

«Նոր նանոկառուցվածքային սենսորային նյութի մշակման շնորհիվ մենք հասանք չափման բարձր զգայունության: Մենք ստեղծեցինք տարբեր դիզայնի սենսորներ, որոնք հնարավորություն են տալիս վերահսկել փոփոխությունները մակերեսին որսված մարկերային մոլեկուլների սպեկտրում: Դա նշանակում է, որ յուրաքանչյուր սենսոր կարդում է միայն «համապատասխան» ազդանշանները, որոնք կարող են վկայել հիվանդությունների մասին: Դա պոտենցիալ հնարավորություն կտա կասկածելի խրոնիկական հիվանդություններով բուաժռուներին վերահսկել իրենց առողջությունը նույնիսկ տանը: Բացի դրանից, սենսորն էժան է և հեշտ օգտագործման համար»,- ասում է նա:

Գիտնականների կարծիքով՝ ապագայում, որոշակի կատարելագործումից հետո, սենսորը կարելի է օգտագործվել հրշեջների, օդաչուների, ջրասուզակների և այլ մասնագետների առողջությունը վերահսկելու համար:

«Սկզբունքորեն, դա հնարավոր է, սակայն միայն երկարաժամկետ հեռանկարում. ներկայում մենք միայն առաջին քայլերն ենք անում այդ ուղղությամբ: Երբ սենսորը ինտեգրվում է բժշկական դիմակի մեջ, վերահսկվում է բուն փաստը, որ մարդը շնչում է, սակայն ցուցանիշները (արտաշնչված միացությունների վերաբերյալ տվյալներ) չեն կատարվում: Իսկ երբ սենսորն օգտագործվում է արտաշնչված օդի քիմիական կազմը վերլուծելու համար, անհրաժեշտ է դանդաղ, երկարատև արտաշնչում, ինչը բնորոշ չէ նորմալ շնչառությանը: Նորմալ շնչառության ընթացքում առողջությունը գնահատելու համար սենսորի մշակումը և փորձարկումը կարող է լինել զարգացման հաջորդ փուլը»,- նշում է նախագծի ղեկավարը: