تشخیص کووید-19 در 30 ثانیه با دستگاه ایرانی، فناوری نانو به یاری بیماران کرونایی می آید
به گزارش شیوا مارکت، یکی از برگزیدگان جایزه مصطفی(ع) پیروز به طراحی و توسعه دستگاه تشخیص زودهنگام ویروس کرونا شده که با استفاده از یک نمونه خلط و تنها در 30 ثانیه حضور کووید-19 در بدن را تشخیص می دهد.
گروه دانشگاه خبرگزاری خبرنگاران، تست PCR یکی از پرکاربردترین و مطمئن ترین روش ها برای تشخیص کرونا به شمار می رود. با این حال نتایج این تست دو تا سه روز بعد از انجام آزمایش تعیین می گردد، بنابراین امکان دارد طی این زمان فرد در معرض ویروس قرار گرفته باشد. حال یک دانشمند ایرانی پیروز به طراحی و ساخت دستگاهی شده که با استفاده از یک نمونه خلط طی مدت زمان کوتاهی تعیین می نماید که ویروس در بدن فرد وجود دارد یا خیر.
نحوه کار دستگاه تشخیص زودهنگام کرونا
محمد عبدالاحد که مجری طرح دستگاه تشخیص زودهنگان کرونا، عضو هئیت علمی دانشکده مهندسی دانشگاه تهران و از برگزیدگان جایزه مصطفی(ص) 2019 است، اواسط اسفند سال گذشته آغاز به کار روی دستگاه تشخیص زودهنگام کرونا کرد. آزمایش های اولیه در اردیبهشت امسال انجام شد که نتایج مثبتی به ارمغان آورد . پس از انجام تست های بالینی، مجوزهای لازم برای تست کلینیکی گرفته شد و این مرحله با همکاری یک گروه تخصصی متشکل از متخصصان ICU، ویروس شناس، رادیولوژی و عفونی صورت گرفت .
در زمان ابتلا به کرونا، ویروس وارد سلول های ریه شده و پس از جای گیری در آنها آغاز به ترشح ماده ای به نام راس یا ROS می نماید. این ماده در خلط بیمار ظاهر می گردد و می توان با دریافت یک نمونه از خلط ته گلوی بیمار و ترکیب آن با یک سی سی آب مقطر آنالیز کرد که ویروس در بدن فرد وجود دارد یا خیر. سرپروپ این دستگاه مجهز به سه سوزن با پوشش نانوساختاری است که نقش نانوحسوگر را ایفا می نمایند. به عبارت دیگر این دستگاه ویروس کرونا را تشخیص نمی دهد بلکه راس ترشح شده توسط این ویروس شناسایی می گردد.
راس چیست؟
ویروس پس از ورود به بدن، آغاز به تکثیر و تقسیم نموده و نقشه ژنتیکی خود را به سلول های ریوی دیکته می نماید که در نتیجه این امر متابولیسم بدن افزایش پیدا می نماید. این فرایند باعث فراوری اکسیژن فعال یا راس درون سلولی می گردد. راس درون سلولی تا زمانی که به اشباع نرسد، به بیرون نفوذ نمی نماید اما پس از عبور از حد اشباع، به بیرون سلول ریوی نفوذ می نماید. این امر باعث آلودگی اکسیژن های فعال در محیط تنفسی می گردد.
سیستم های دفاعی درون سلولی متوجه متابولیسم غیرطبیعی سلول های ریوی تحت تاثیر عامل خارجی شده و برای رفع کردن آن وارد عمل می گردد. مکانیسم دفاعی برای از بین بردن این متابولیسم غیرطبیعی، اکسیژن های فعال سمی فراوری می نمایند. در مرحله دوم بیماری میزان اکسیژن فعال افزایش پیدا می نماید. در نتیجه هم افزایی اکسیژن فعال در مرحله اول و دوم، مقداری از آن به محیط ریه نفوذ می نماید.
ریه؛ اندامی که به صورت جزیره ای کار می نماید
معمولاً وقتی ریه دچار التهاب می گردد، تمایلی به دخالت دادن سیستم ایمنی مرکزی ندارد و سعی می نماید به تنهایی مشکل را رفع کند. زمانی که سیستم ایمنی مرکزی وارد عمل می گردد تا التهاب ریه را رفع کند، باعث ایجاد اختلال در فعالیت ریه می گردد. این امر نه تنها باعث کم اکسیژنی در فرد می گردد بلکه باقی اندام های بدن نیز با کمبود اکسیژن روبرو می شوند.
ویروس کرونا آنزیم هایی ترشح می نماید که باعث فعال شدن سیستم ایمنی مرکزی می گردد. بنابراین در صورتی که سیستم دفاعی درون سلولی پیروز به رفع کردن التهاب ریه نگردد، سلول های ریوی پاره شده و ویروس ها، بعضی از آنزیم ها و راس ها به صورت همزمان خارج می شوند. با افزایش سطح راس و آزادسازی آنزیم ها سیستم ایمنی مرکزی فعال می گردد و طوفان سیتوکینی به راه می افتد. سیتوکین، آنزیم های هشداردهنده التهاب عفونت درون بدنی هستند که در پاسخ به تحریک ترشح می شوند و وظیفه آنها انتقال پیغام بین یاخته هاست.
ترشح این آنزیم ها باعث فعال شدن سلول های ایمنی شده که در نتیجه منجر به افزایش فعالیت کووید-19 و ترشح آنزیم های هشداردهنده می گردد. بدین ترتیب حجم بالایی از سلول های ایمنی وارد ریه شده و کلونی هایی را برای از بین بردن ویروس ایجاد می نمایند. این فرایند نیز باعث فراوری اکسیژن فال می گردد که در کنار از بین بردن ویروس، سلول ها و بافت ریه را نیز از بین می برد. درواقع تصاویر اسکن ریه افراد مبتلا به نوع حاد کرونا، بقایای سلول های ایمنی، ویروس ها، سلول ها و بافت ریوی را به تصویر می کشد که به دلیل برهم کنش شدید سیستم ایمنی و سلول های ریوی اتفاق افتاده است.
دستگاهی برای غربالگری کرونا
تقسیم ویروس کرونا 70 برابر بیشتر از ویروس های معمولی است و به همین دلیل راس فراوریی از کووید-19 بیشتر از ویروس های دیگر است. علاوه بر کرونا، راس در بیماری سل و آسم نیز ترشح می گردد. حال سوال اینجاست که اگر جواب تست این دستگاه مثبت باشد، چگونه تشخیص دهیم راس برای کدام یک از سه بیماری است. براساس نتایج آنالیز ها، کمتر از یک درصد از بیمارانی که در شرایط همه گیری کرونا با التهاب ریه به بیمارستان ها مراجعه می نمایند، غیرکرونایی هستند و شناسایی راس در نمونه خلط آنها در 99 درصد مواقع نشانه کروناست.
دستگاه تشخیص زودهنگام کرونا دارای سه فاز تشخیصی است که شامل منفی، مثبت و مشکوک می گردد. در صورت مشکوک بودن فرد باید خود را از دیگران جدا کند و اصول بهداشتی را به طور کامل رعایت کند تا از انتقال ویروس به دیگران جلوگیری گردد. اگر جواب تست فرد مثبت باشد نیز باید فرایندهای درمانی را آغاز کند. یکی از نکات این دستگاه تشخیص افراد مبتلا به کروناست که هیچ علائمی ندارند، این امر می تواند انتقال ویروس به دیگران را تا میزان قابل توجهی کاهش دهد.
شناسایی راس یکی از ابزارهای تشخیصی حیاتی در شرایط فعلی به شمار می رود که توانایی تشخیص میزان و شدت بیماری را نیز دارد. این ابزار یاری تشخیصی می تواند یاری شایان توجهی به کادر درمان کند. از سوی دیگر کاربرد این دستگاه تنها به تشخیص کرونا محدود نمی گردد و بیماری های ریوی دیگر را نیز شناسایی می نماید.
4021/
منبع: خبرگزاری دانشگاه آزاد آنامجله واحدی: مجله واحدی: مجله گردشگری و مسافرتی