yasam-bilimleri-cover

Yeni Geliştirilen Giyilebilir Bir Sensör Ter İçerisindeki Stres Hormonunu Tespit Ediyor

Kortizol, stresi izlemenin anahtarıdır fakat bunu anında ölçmek zordur; Stanford araştırmacıları bunu nasıl çözdüklerini anlatıyorlar!


Kortizol, stresi izlemenin anahtarıdır fakat bunu anında ölçmek zordur; Stanford araştırmacıları bunu nasıl çözdüklerini anlatıyorlar!

Stres! Hepimiz stresin bizim için kötü bir şey olduğunu biliyoruz. Stres, tansiyonumuzu, metabolizmamızı, bağışıklık sistemimizi ve hafızamızı etkileyebilir. Hatta zaman içerisinde kronik hastalıkların ilerlemesine sebep olabilir. Bu nedenle, bilim insanları ve sağlık profesyonelleri, stresi ölçmenin bir yolunu bulmak ve hastaların bununla başa çıkabilmelerini sağlamak için çok fazla efor sarf ediyorlar.

Stresi algılamak için teri kullanan giyilebilir teknolojiler, tipik olarak sıcaklık, kalp atış hızı ve terleme seviyelerini stresin belirteçleri olarak kullanırlar. Ancak tüm bu belirteçler stres dışı faktörlerden etkilenebilirler.

Çok daha iyi bir belirteç ise bir kişinin stres altında olduğu durumda o kişinin vücudunda üretilen kortizol miktarındaki değişikliktir. Kortizol, bir steroit hormonu, bir kişi fiziksel veya duygusal baskı altındayken artar. Kortizol seviyesi kan, tükürük veya saç testi ile ölçülebilir ama bu seçeneklerin hiçbiri hızlı sonuç vermez, bundan dolayı özellikle kısa vadeli stres etkenlerini tespit etmek için kullanışlı değildirler.

Bu sebeple, kortizol seviyelerini anlık, doğru ve devamlı olarak ölçebilen giyilebilir sensörler bu konuda araştırma yapan araştırmacılar için kutsal kâse olarak görülmektedir.

Bugün, Stanford'daki bir araştırma ekibi bu başarıya ulaşılabilineceğini söylüyorlar. Malzeme bilimi ve mühendisliği doçenti Profesör Alberto Salleo ve doktora sonrası araştırma görevlisi Onur Parlak liderliğindeki grup, bir kişinin bir saniye içerisinde deri üzerinde üretilen teri kullanarak ne kadar kortizol ürettiğini ölçebilen giyilebilir yama şeklinde bir biyosensör geliştirdiklerini Science Advances'da açıkladılar. 

Esneyebilen yama, teri delikli yapısı sayesinde bir hazneye doğru çeker. Haznenin üzerinde bulunan bir membran sodyum ve potasyum gibi yüklü iyonların geçmesine izin verir. Elektrik yüküne sahip olmayan kortizol bu membrandan geçemez ve yüklü iyonların geçmesini bloke eder. Yamadaki bir elektrik sensöründen gönderilen sinyaller bu iyonların oluşturduğu sıkışıklığı tespit etmek ve ter içerisinde ne kadar kortizol bulunduğu belirlemek için kullanılır. 

Prototip kortizol algılama yama kanalları bir rezervuar içine teri biriktirir; bir membran, seçici olarak yüklü iyonların geçişini sağlar ve tespit edilen bu iyonların miktarı terdeki kortizol miktarının okunmasını sağlar.

Onur Parlak, prototipi birkaç koşucu üzerinde test etti ve giyilebilir sensör yaması tarafından tespit edilen kortizol seviyelerinin koşucuların ter numunelerinin birkaç saat süren bir ELISA testinden geçirilerek elde edilen değerlerle eşleştiğini bildirdi.

Cincinnati Üniversitesi'nden olan ve Eccrine Systems'ın eş kurucusu olan Profesör Jason Heikenfield, bu duyurunun görünürde ter kullanan sensörler üzerinde yapılan çalışmalar hakkında olumlu bir haber olabileceğini ancak daha titiz bir şekilde vücut üzerinde test edilinceye dek gerçek bir dönüm noktası olarak kabul edilmeyeceğine dikkat çekti.

Heikenfield, "Ter algılaması, pH veya tuzluluk derecesini kontrol edebileceğiniz geleneksel testlerden çok daha zor." dedi. "Hem tuzluluk hem de pH terde önemli ölçüde değişmektedir- o kadar ki iyonlara veya pH'a duyarlı olan herhangi bir sensör iyonlarda veya pH'taki değişimden kaynaklı olarak sinyali kortizoldeki değişimden kaynaklı olana göre daha fazla değiştirecektir. Daha fazla denek'e, daha fazla veri noktasına ve en azından saatler boyunca devamlı bir şekilde vücut üzerinde yapılacak testlere ihtiyaç duyacaklar."

Giyilebilir teknolojiler üzerine odaklanmış olan Northwestern Üniversitesi'nden John Rogers kortizolun zor bir hedef olduğu konusunda hemfikir fakat "… ama aynı zamanda grubumuz ve diğer gruplar için oldukça ilginç. Şu anda en büyük zorluklar ısıl kararlılık ve zamana bağlı kararlılık."

John Rogers "Bir sonraki büyük adım (Stanford grubu için), saha çalışmalarında belirgin bir süre boyunca ve değişen termal koşullar altında güçlü performans sergilemesi" dedi.

Stanford araştırmacıları, cihazı küçültmek, verileri değerlendirmek, bir kullanıcı arayüzü geliştirmek ve bir bataryadan ziyade enerji toplayıp depolayabilecek ve bu enerjiyi kullanabilecek şekilde uyarlamak için yapılacak çalışmalar olduğunu belirtiyor. Makalelerinde bu yaklaşımın, elektriksel yüke sahip olmayan diğer biyobelirteçleri ve terdeki hormonları saptamak için uyarlanabileceğini öne sürüyorlar.

Orijinal haber linki: https://spectrum.ieee.org/view-from-the-valley/biomedical/diagnostics/new-wearable-sensor-detects-stress-hormone-in-sweat

Fotoğraf 1: Stanford University/Science Advances

 

Yorum

Zaten Hesabınız Varsa Buradan Oturum Açın
Henüz bir yorum yapılmamış. İlk yorum yapan siz olun
Haydi Binyaprak'lı Ol