وداعاً للأجهزة.. حبر على الجلد يراقب القلب والدماغ

طور باحثون في جامعة ولاية بنسلفانيا، حبراً موصلاً يمكن رسمه مباشرة على الجلد لتحويل الرسومات إلى أجهزة استشعار طبية، في ابتكار يسهم في الكشف المبكر عن النوبات القلبية، وقراءة نشاط الدماغ، والتحكم في الأطراف الاصطناعية.

وأوضح الفريق البحثي أن الحبر يجف على الجلد خلال أقل من 10 دقائق، ويمكن تلوينه بأي لون ورسمه بأي شكل، ليعمل بعد جفافه كقطب كهربائي يلتقط الإشارات الحيوية الصادرة عن الجسم بدقة عالية، مع إمكانية غسله وإعادة استخدامه بسهولة.

ونُشرت نتائج الدراسة في 13 يوليو الجاري في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS)، كما تقدم الباحثون بطلب براءة اختراع مؤقتة للتقنية الجديدة.

وأشار الباحث الرئيسي في الدراسة، لاري تشينغ، إلى أن الأقطاب الكهربائية التقليدية المستخدمة في الأجهزة القابلة للارتداء غالباً ما تفقد كفاءتها بسبب ضعف التصاقها بالجلد أو تأثرها بالعرق والحركة، بينما يلتصق الحبر الجديد مباشرة بالجلد، ما يحسن جودة الإشارة ويزيد دقة القياسات.
ويتيح الابتكار تسجيل إشارات تخطيط القلب، وقراءة نشاط الدماغ، ومراقبة نشاط العضلات، بما يساعد على متابعة صحة القلب والدماغ والعضلات، فضلاً عن استخدامه بالتحكم بالأطراف الاصطناعية الروبوتية.
وطور الباحثون الحبر من مزيج البوليمرات وإضافات حمضية ضمن محلول مائي، ليصبح قوامه شبيهاً بالغراء قبل أن يجف سريعاً على الجلد، مع إمكانية تسريع عملية التجفيف باستخدام مجفف الشعر.
ولتعزيز ثبات المستشعرات، استخدم الفريق نسيجاً فضياً مسامياً يتشبع بالحبر قبل أن يتصلب، ما يمنح الأقطاب مرونة تسمح لها بالتمدد لأكثر من 150% من حجمها الأصلي دون أن تفقد قدرتها على توصيل الإشارات الكهربائية أو الالتصاق بالجلد.
وأظهرت الاختبارات قدرة الأقطاب المرسومة على تتبع إشارات القلب بدقة لمدة 12 ساعة متواصلة أثناء ممارسة الأنشطة اليومية والتمارين الرياضية، كما نجح الباحثون في استخدام إشارات العضلات للتحكم في يد اصطناعية روبوتية دون الحاجة إلى أي تلامس مباشر.