جهاز جديد يُشخّص السكري عبر التنفّس خلال دقائق

ابتكار يوفّر بديلاً عن فحوص الدم ويمنح فرصة ذهبية للتشخيص المبكر

يستند إلى مزيج مبتكر من الغرافين المحفّز بالليزر وأكسيد الزنك (جامعة ولاية بنسلفانيا)

ابتكر باحثون من جامعة ولاية بنسلفانيا جهاز استشعار جديداً قادراً على تشخيص مرض السكري ومقدّماته في دقائق فقط من خلال عيّنة من هواء الزفير.

وأوضحوا أنّ الجهاز المبتكر يمكنه تشخيص السكري من دون الحاجة إلى سحب الدم أو إجراء فحوص مخبرية معقّدة؛ ونُشرت النتائج، الجمعة، في دورية «مجلة الهندسة الكيميائية».

ويُعد السكري مرضاً مزمناً يحدث عندما يعجز الجسم عن إنتاج كمية كافية من الإنسولين أو عن استخدامه بفاعلية، مما يؤدّي إلى ارتفاع مستويات السكر في الدم. وتكمن الخطورة في أنّ المرض غالباً ما يتطوّر بصمت، إذ قد لا تظهر عوارض واضحة في مراحله الأولى.

ويعاني ملايين الأشخاص تأخّر تشخيص السكري، إذ تشير التقديرات إلى أنّ واحداً من كل 5 مصابين في الولايات المتحدة لا يعلمون بذلك. وبينما تعتمد الطرق التقليدية للتشخيص على تحاليل الدم أو زيارات العيادة، يقدّم الجهاز الجديد بديلاً سريعاً وميسور التكلفة للكشف عن المرض.

وتكمن أهمية التشخيص المبكر في أنّه يمنح الأطباء والمرضى فرصة ذهبية لاتخاذ خطوات وقائية فعّالة، مثل تعديل النظام الغذائي، وممارسة الرياضة بانتظام، أو بدء علاج مناسب لمنع تطوّر الحالة إلى السكري من النوع الثاني.

ويعتمد الجهاز على قياس مستوى الأسيتون في هواء الزفير، وهو مركّب كيميائي يتولّد طبيعياً عند حرق الدهون في الجسم لإنتاج الطاقة. وعندما يتجاوز تركيز الأسيتون 1.8 جزء في المليون، يُعد ذلك مؤشراً على الإصابة بالسكري.

ويستند الجهاز إلى مزيج مبتكر من الغرافين المحفّز بالليزر وأكسيد الزنك، ما يعزّز حساسية المستشعر للأسيتون وانتقائيته مقارنةً ببقية الغازات.

ويمكن للشخص وضع هواء الزفير في كيس، ثم يُغمس المستشعر فيه للحصول على النتيجة خلال دقائق.

ويقول الباحثون إن المادة المستخدمة، وهي «الغرافين المحفّز بالليزر»، بنية كربونية مسامية تسمح بمرور الغازات واحتجازها، ثم دمجها مع أكسيد الزنك لزيادة انتقائية المستشعر تجاه الأسيتون دون غيره من الغازات. كما أضاف الفريق طبقة حاجزة للرطوبة لضمان بقاء التركيز المقاس للأسيتون دقيقاً، بعيداً عن تأثير بخار الماء الموجود بكثرة في النفس.

ووفق الباحثين، تمثّل هذه النتائج نقلة نوعية في طرق تشخيص السكري ومقدّماته، إذ يتميّز الجهاز بقدرته على قراءة النتائج ميدانياً من دون الحاجة إلى تحليل معملي، مما يجعله أقل تكلفة وأسهل في الاستخدام.

وأشار الفريق إلى أنّ النموذج الحالي يتطلّب استخدام كيس لحجز العيّنة لتفادي تأثيرات الهواء المحيط، لكنهم يعملون على تطوير الجهاز، فيمكن تثبيته مباشرة أسفل الأنف أو داخل الكمامة، لقياس تراكم الأسيتون في بخار الزفير المكثّف.

كما يطمح الباحثون إلى توسيع استخدام الجهاز لدراسة العلاقة بين مستويات الأسيتون والنظام الغذائي أو النشاط البدني، مما يفتح المجال أمام استخدامات صحية أوسع تتجاوز تشخيص السكري فقط.