از الکترودهای آنزیم تا پوشیدنی های مبتنی بر هوش مصنوعی: تکامل تکنولوژی بیوسنسر در دستگاه های پزشکی

در زمزمه آرام یک بخش بیمارستان یا منحنی محرمانه یک دستگاه پوشیدنی روی مچ دست بیمار، حسگرهای زیستی به آرامی مراقبت های بهداشتی را تغییر می دهند.این دستگاه های تحلیلی که عناصر تشخیص بیولوژیکی را با انتقال دهنده های فیزیک شیمیایی ترکیب می کنند، از ابزار آزمایشگاهی سنگین به دستگاه های فشرده تبدیل شده اند.، سیستم های هوشمند که داده های نجات دهنده را در زمان واقعی ارائه می دهند.

ریشه ها: انقلاب گلوکز

داستان در سال ۱۹۶۲ آغاز می شود، زمانی که "لیلند کلارک" و "شامپ لیونز" اولین الکترود گلوکز مبتنی بر آنزیم را معرفی کردند. این نوآوری، با استفاده از گلوکز اکسیداز برای تشخیص سطح قند خون،پایه و اساس حسگرهای زیستی مدرن را گذاشته استدر ابتدا محدود به آزمایشگاه های تحقیقاتی، این دستگاه های اولیه در محدوده محدود بودند اما در مفهوم پیشگام بودند: زیست شناسی و الکترونیک می توانند برای نظارت بر سلامت انسان با هم کار کنند.

دهه ها اصلاح

دهه 1970 تا 1980:

• پیشرفت در فن آوری آنزیم و تعاملات آنتی بادی-آنتیژن قابلیت های بیوسنسر را گسترش داد.
• حسگرهای زیستی الکتروشیمیایی حساس تر و خاص تر شدند، که امکان تشخیص عوامل بیماری زا، سموم و نشانگرهای متابولیک را فراهم کرد.

دهه ۹۰:

• کوچک سازی و پیشرفت علم مواد، امکان ساخت دستگاه های قابل حمل را فراهم می کند.
• حسگرهای زیستی شروع به ارائهنظارت در زمان واقعی، راه را برای تشخیص نقطه مراقبت فراهم می کند.

دهه 2000:

• ادغام با مایکروفلودکس و فناوری نانو محدودیت های تشخیص را افزایش داد و حجم نمونه را کاهش داد.
• حسگرهای زیستی نوری ظهور کردند، که از تشخیص مبتنی بر نور برای آزمایشات با دقت بالا استفاده می کردند.

چشم انداز امروز: هوشمند، قابل پوشیدن و متصل

حسگرهای زیستی مدرن دیگر فقط ابزار تشخیصی نیستندهمراهان سلامت مداومنمونه هایی از این موارد عبارتند از:

• کنترل کننده گلوکز مداوم (CGM):تکه های پوستی که داده های گلوکز را به صورت واقعی به تلفن های هوشمند منتقل می کنند.
• حسگرهای زیستی قلبی:پچ های پوشیدنی EKG که آریتمی را تشخیص می دهند و هشدارها را به پزشکان منتقل می کنند.
• حسگرهای قابل کاشت:دستگاه هایی که فشار داخل چشم را در بیماران گلوکوما کنترل می کنند یا علائم اولیه رد عضو را تشخیص می دهند.

این سیستم ها اغلب باالگوریتم های هوش مصنوعی، امکان تجزیه و تحلیل پیش بینی و توصیه های درمان شخصی

فن آوری های اصلی که تکامل را هدایت می کنند

آینده: به سمت پزشکی پیشگیرانه شخصی

گرایش های جدید نشان می دهد:

• حسگرهای زیستی انعطاف پذیر شبیه پوستبرای نظارت غیر قابل توجه.
• تشخیص چند تحلیلگردر یک دستگاه، نیاز به آزمایش های متعدد را کاهش می دهد.
• اکوسیستم های بهداشتی متصل به ابرجایی که داده های بایوسنسر به طور یکپارچه با سوابق پزشکی الکترونیکی ادغام می شوند.
• طرح های پایداراستفاده از مواد زیست تجزیه پذیر برای کاهش زباله های پزشکی.

نتیجه گیری

تکامل حسگرهای زیستی در دستگاه های پزشکی گواهی قدرت نوآوری بین رشته ای است از اولین الکترود گلوکز تا دستگاه های پوشیدنی با هوش مصنوعیاین فناوری ها مراقبت های بهداشتی را از درمان واکنش پذیر به پیشگیری فعال تغییر داده اند.همانطور که حسگرهای زیستی باهوش تر، یکپارچه تر و دوستانه تر از بیماران می شوند، نه تنها طول عمر را افزایش می دهند بلکه تجربه مراقبت را نیز دوباره تعریف می کنند.