ساخت لنز دولایه‌ای که اشک‌ها را جمع آوری می‌کند

به گزارش گروه علمی هاریکا، این نوآوری می‌تواند راه را برای تشخیص غیرتهاجمی بیماری‌هایی مانند رتینوپاتی دیابتی با استفاده از اشک هموار کند.

در نگاه نخست، اشک تنها نشانی از احساسات است، اما گروه پنجم پروژه‌ نهایی دانشجویان مهندسی نانو (Capstone Group ۵) دانشگاه واترلو نشان داد که اشک‌ها رازهای پنهان‌تری نیز در خود دارند از جمله شاخص‌های زیستی مهمی همچون پروتئین‌ها و گلوکز که می‌توانند برای تشخیص بیماری‌های چشمی و حتی بیماری‌های سیستمیک مانند رتینوپاتی دیابتی به کار روند.

این گروه خلاق، با بهره‌گیری از فناوری نانو و با تمرکز بر پتانسیل‌های تشخیصی اشک، پروژه‌ای متفاوت را به عنوان طرح نهایی خود آغاز کرد و در پایان، دستاوردی فراتر از انتظار به ارمغان آورد.

طراحی یک لنز تماسی دولایه با قابلیت افزایش حجم جمع‌آوری اشک، بدون ایجاد ناراحتی برای فرد استفاده‌کننده. این لنز نوآورانه با استفاده از هیدروژل‌های رایج در لنزهای تماسی ساخته شده است. لایه درونی لنز دارای ریزساختارهایی است که جریان مایع اشک را در شکاف بین دو لایه هدایت می‌کند.

این طراحی، علاوه بر جمع‌آوری مؤثرتر اشک، راحتی استفاده را نیز تضمین می‌کند. لنز همچنین قابلیت جذب و نگهداری مایع را دارد که یک مزیت مهم در فرآیند نمونه‌گیری محسوب می‌شود.

الهام‌بخش این پروژه، تجربه‌ای از سفر مطالعاتی یکی از اعضای گروه به کره‌جنوبی در سال ۲۰۲۳ بود. در آنجا، بل شین (Belle Shin) در یکی از کلاس‌ها با کاربردهای حسگرها و مواد زیستی در لنزهای هوشمند آشنا شد. در همین کلاس بود که مطرح شد اشک، مانند بزاق، ادرار و خون، می‌تواند در تشخیص پزشکی نقش داشته باشد.

با توجه به دشواری‌های موجود در روش‌های فعلی جمع‌آوری اشک نظیر نوارهای کاغذی زیر پلک یا لوله‌های شیشه‌ای که نیازمند بی‌حسی هستند، این گروه تصمیم گرفت راهی کمتر تهاجمی و راحت‌تر را ارائه دهد. آن‌ها تحت راهنمایی دکتر مهلا پودینه، استاد راهنمای پروژه، تمرکز خود را بر بهبود فرآیند جمع‌آوری اشک گذاشتند. گام بعدی در توسعهٔ این فناوری، می‌تواند افزودن حسگر به لنز برای انجام تحلیل مستقیم باشد.

این پروژه نه‌تنها جایگاه نخست در رقابت‌های داخلی برنامه مهندسی نانو را به دست آورد، بلکه جوایز معتبری چون «مهندس آینده»، جایزه شرکت بیلیس مدیکال (Bayliss Medical) و جایزه بنیاد سانفورد فلمینگ (Sanford Fleming Foundation) را نیز از آن خود کرد. همچنین این تیم در مسابقات طراحی نوآورانه انجمن مهندسان انتاریو (OEC) و مسابقات ملی مهندسی کانادا نیز موفق به کسب مقام دوم شد.

اعضای گروه اذعان دارند که پروژه پایانی آن‌ها، نقطه اوج تجربیات علمی و عملی در طول دوره تحصیل بوده است. به گفته آنان، آزمایشگاه‌های سال چهارم و دوره‌های کارآموزی، آن‌ها را با مهارت‌های لازم برای طراحی، نمونه‌سازی و اجرای پروژه‌های پیشرفته آشنا کرد. همچنین دسترسی به منابع و آزمایشگاه‌های استادان از جمله عوامل کلیدی در پیشبرد پروژه بود.

آن‌ها نقطه اوج مسیر خود را لحظه‌ای می‌دانند که نمونه اولیه طراحی‌شده پس از ماه‌ها تلاش و اصلاح، به درستی کار کرد. اکنون، این گروه نه‌تنها به دنبال ادامه تحصیل در مقاطع تحصیلات تکمیلی در دانشگاه واترلو هستند، بلکه امکان ثبت اختراع موقت برای این فناوری را نیز در دستور کار قرار داده‌اند.

بر اساس اعلام ستاد توسعه فناوری نانو و میکرو، پروژه آن‌ها نشان می‌دهد که چگونه با تلفیق فناوری، خلاقیت و دانش فنی، می‌توان گام‌های مؤثری در مسیر توسعه روش‌های نوین تشخیص بیماری برداشت.