أصبحت الكمامات من الأشياء الضرورية التي لا يمكن الاستغناء عنها في ظل جائحة كورونا؛ لذا، كان تطويرها ملحًا لمواكبة تطورات الجائحة. وفي هذا المقال، نتناول أمثلة مختلفة عن الكمامات المبتكرة التي ما زالت قيد البحث والتطوير.
كمامات مضيئة
ابتكر باحثون يابانيون بجامعة كيوتو كمامات تتوهج إذا احتوت على آثار لفيروس كورونا عند تعريضها إلى الأشعة فوق البنفسجية. وترتكز الفكرة الرئيسية لهذه التقنية إلى وضع مرشح بالكمامة يمكن إخراجه بعد استخدامها، ثم يُرش بصبغة فلورية تحتوي أجسام مضادة للفيروس مستمدة من بيض النعام. فإذا كان مرتدي الكمامة مصابًا بالفيروس، يُضيء المرشح ويتوهج.
وقد اُختير النعام لقوة جهازها المناعي في مقاومة الأمراض المعدية؛ إذ تصل أعمارها إلى 60 عامًا؛ فهي نادرًا ما تموت بسبب الأمراض المعدية أو الإصابات البسيطة. وللحصول على الأجسام المضادة، حقن الباحثون إناث النعام بفيروس كورونا خامل حتى تنتج أجسامًا مضادة للفيروس يمكن استخراجها من بيضها دون إيذاء الطيور نفسها. وتنتج الأنثى ما يقرب من 50 إلى 100 بيضة في العام الواحد، ويتكلف إنتاج جرام واحد من الأجسام المضادة ألف دولار؛ فهو بذلك أرخص من تكلفة حيوانات أخرى.
Credits: KPU/Handout via REUTERS
يهدف الباحثون إلى إيجاد طريقة سهلة للكشف عمن لا تظهر عليهم الأعراض عند ارتداء الكمامات. ومن المخطط توفير تلك الكمامات في الأسواق في يوليو 2022، كما يأمل الباحثون تطوير الكمامات وجعلها تتوهج تلقائيًّا فور الإصابة بالفيروس دون الحاجة إلى تعريضها للأشعة فوق البنفسجية.
كمامات تشخيصية
الباحثان بيتر نوين من جامعة هارفارد ولويس سانكسن من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بالولايات المتحدة الأمريكية أرادا إيجاد طريقة لزيادة معدلات الفحص والكشف السريع عن الأشخاص المصابين بفيروس كورونا، فتمكنا من ابتكار كمامة مزودة بمستشعرات صغيرة يمكنها التشخيص في غضون 90 دقيقة.
Credits: MIT News Office
دمج الباحثان تقنيتين مختلفتين، وهما: المقايسة المناعية للتدفق الجانبي lateral flow immunoassay وهي اختبارات تشخيصية سريعة، وشارلوك SHERLOCK وهي مستشعرات حيوية مجففة بالتجميد تكشف عن الأحماض النووية. لتنشيط المستشعرات في الكمامة، يضغط المستخدم على زر فينطلق خزان صغير من الماء يرطب المكونات المجففة بالتجميد، وتحلل قطرات من أنفاس المستخدم عن طريق التفاعل مع جزيئات الحمض النووي للفيروس. تظهر النتيجة بالكمامة على هيئة تغير في اللون.
يتميز هذا التشخيص بسرعته وسهولة إجرائه دون الحاجة إلى أجهزة معملية، بالإضافة إلى دقته المقاربة لدقة اختبار تفاعل البوليميراز المتسلسل PCR. ومن التطبيقات الممكنة لهذه الكمامات عمل خرائط توضح أماكن انتشار المتحورات، كما يمكن استخدامها فيما بعد في الكشف عن الإنفلونزا. ونظرًا لأن أعراض الإنفلونزا مشابهة لنزلات البرد، فتلك الكمامة ستميز بين الاثنين؛ مما يترتب عليه سرعة تناول العلاج المناسب.
جهاز مراقبة كفاءة الكمامة
ابتكر باحثون من جامعة نورث ويسترن بالولايات المتحدة الأمريكية جهازًا يسمى «فيس بيت» يثبت في الكمامات بمشبك مغناطيسي بهدف مراقبة كفاءة عمل الكمامة. فينبه المستخدم في حال تسرب الهواء إلى داخل الكمامة عن طريق مستشعرات الضغط، كما يقيس معدل التنفس عن طريق مستشعر الحرارة، ومعدل نبضات القلب عن طريق متابعة حركات الوجه الدقيقة التي تسببها النبضات.
يتصل الجهاز بالهاتف الذكي عن طريق البلوتوث؛ ومن خلال تطبيق الهاتف الذكي، تأتي الإشعارات والتنبيهات في حال وجود تسرب بالكمامة، أو حدوث مشكلات صحية. ويعمل الجهاز ببطارية كفاءتها 11 يومًا أو أكثر. ويساعد هذا الجهاز الأطباء والعاملين في مجال الرعاية الصحية على متابعة أعمالهم دون القلق بشأن تسرب الهواء الناتج عن الحركات المختلفة. طالع: FaceBit
يستمر الباحثون حول العالم في الابتكار والتطوير لتوفير حلول تواكب التحديات التي فرضتها الجائحة. ولذلك نتمنى دخول تلك الابتكارات مرحلة التوزيع في الأسواق لتصبح في متناول الجميع.
المراجع
forbes.com
kyodonews.net
news-medical.net
news.mit.edu
scientificamerican.com
Cover Image by Freepik