تاریخ شروع : 1402/07/15
مهلت ارسال : 1402/08/15
گرنت صندوق نوآوری و شکوفایی:
حمایت بلاعوض از طرح تا سقف 500میلیون تومان
حمایت بلاعوض از طرح تا سقف 500میلیون تومان
مهلت ارسال پروپوزال به اتمام رسیده است
تخمین میزان لاکتات خون به روش غیرتهاجمی یا کمتر تهاجمی
ضرورت مسئله:
در طول فعالیت‌های ورزشی با شدت پایین تا متوسط، بدن می‌تواند لاکتات تولید شده از عضلات فعال را با سرعتی پاکسازی کند که مقادیر آن از 3 تا 4 میلی‌مول فراتر نرود و مانع از عملکرد عضلات و سایر دستگاه‌های بدن نشود. در طول ورزش با شدت بالا به دلیل فعال شدن مسیر بی‌هوازی تولید انرژی، بدن لاکتات را سریع‌تر از آن چیزی که بتوان آن را متابولیزه کرد و از جریان خون خارج و دفع کند، تولید می‌کند. این منجر به تجمع لاکتات یا اسید لاکتیک در جریان خون می‌شود. با افزایش سطوح اسید لاکتیک و کاهش خون امکان ادامه فعالیت طولانی مدت وجود ندارد و در نهایت فرد به واماندگی رسیده و باید فعالیت ورزشی را متوقف کند یا شدت آن را بسیار کاهش دهد. از این‌رو، در رشته‌های ورزشی که وابسته به سیستم بی‌هوازی می‌باشند باید با انجام تمرینات اختصاصی توسط ورزشکاران، ضمن افزایش آستانه لاکتات، تحمل ورزشکار در برابر کاهش pH خون را افزایش داد. هدف ورزشکاران استقامتی باید دستیابی به تعادل لاکتات بالا باشد (تعادلی بین تولید و تجزیه لاکتات). لاکتات منبع انرژی است و توسط سلول‌های ماهیچه‌ای متابولیزه می‌شود. هر چه لاکتات موثرتر متابولیزه شود، غلظت لاکتات خون در طول ورزش کمتر خواهد بود. علاوه‌بر این، لاکتات اضافی در طول دوره پس از ورزش با سرعت بیشتری از گردش خون پاک می‌شود.
Lac [blood] = Lac [produced] Lac [eliminated]
همانطور که گفته شد ورزش با شدتی بالاتر از آستانه بی‌هوازی منجر به فراتر رفتن از آستانه بی‌هوازی و افزایش سریع غلظت لاکتات خون می‌شود. این آستانه از فردی به فرد دیگر متفاوت است و آستانه یک فرد را می‌توان با استفاده از آزمون مرحله‌ای تعیین کرد. در آزمون‌های ورزشی شدت تمرین به تدریج در فواصل زمانی مشخص افزایش می‌یابد، به عنوان مثال روی تردمیل یا دوچرخه ورزشی یا در یک تست میدانی. غلظت لاکتات خون در پایان هر بازه اندازه‌گیری می‌شود و در برابر مقدار بار روی نمودار ترسیم می‌شود. منحنی به‌دست آمده مقدار آستانه را نشان می‌دهد. هر قدر ورزشکاران بتوانند با شدت‌های بالاتر تمرین کنند و دیر وارد فاز بی‌هوازی تمرین بشوند، عملکرد ورزشی بهتری خواهند داشت. لذا شناسایی، تعیین و بررسی دقیق مقادیر لاکتات خون بسیار ضروری می‌باشد.
در طول فعالیت‌های ورزشی با شدت پایین تا متوسط، بدن می‌تواند لاکتات تولید شده از عضلات فعال را با سرعتی پاکسازی کند که مقادیر آن از 3 تا 4 میلی‌مول فراتر نرود و مانع از عملکرد عضلات و سایر دستگاه‌های بدن نشود. در طول ورزش با شدت بالا به دلیل فعال شدن مسیر بی‌هوازی تولید انرژی، بدن لاکتات را سریع‌تر از آن چیزی که بتوان آن را متابولیزه کرد و از جریان خون خارج و دفع کند، تولید می‌کند. این منجر به تجمع لاکتات یا اسید لاکتیک در جریان خون می‌شود. با افزایش سطوح اسید لاکتیک و کاهش خون امکان ادامه فعالیت طولانی مدت وجود ندارد و در نهایت فرد به واماندگی رسیده و باید فعالیت ورزشی را متوقف کند یا شدت آن را بسیار کاهش دهد. از این‌رو، در رشته‌های ورزشی که وابسته به سیستم بی‌هوازی می‌باشند باید با انجام تمرینات اختصاصی توسط ورزشکاران، ضمن افزایش آستانه لاکتات، تحمل ورزشکار در برابر کاهش pH خون را افزایش داد. هدف ورزشکاران استقامتی باید دستیابی به تعادل لاکتات بالا باشد (تعادلی بین تولید و تجزیه لاکتات). لاکتات منبع انرژی است و توسط سلول‌های ماهیچه‌ای متابولیزه می‌شود. هر چه لاکتات موثرتر متابولیزه شود، غلظت لاکتات خون در طول ورزش کمتر خواهد بود. علاوه‌بر این، لاکتات اضافی در طول دوره پس از ورزش با سرعت بیشتری از گردش خون پاک می‌شود.
Lac [blood] = Lac [produced] Lac [eliminated]
همانطور که گفته شد ورزش با شدتی بالاتر از آستانه بی‌هوازی منجر به فراتر رفتن از آستانه بی‌هوازی و افزایش سریع غلظت لاکتات خون می‌شود. این آستانه از فردی به فرد دیگر متفاوت است و آستانه یک فرد را می‌توان با استفاده از آزمون مرحله‌ای تعیین کرد. در آزمون‌های ورزشی شدت تمرین به تدریج در فواصل زمانی مشخص افزایش می‌یابد، به عنوان مثال روی تردمیل یا دوچرخه ورزشی یا در یک تست میدانی. غلظت لاکتات خون در پایان هر بازه اندازه‌گیری می‌شود و در برابر مقدار بار روی نمودار ترسیم می‌شود. منحنی به‌دست آمده مقدار آستانه را نشان می‌دهد. هر قدر ورزشکاران بتوانند با شدت‌های بالاتر تمرین کنند و دیر وارد فاز بی‌هوازی تمرین بشوند، عملکرد ورزشی بهتری خواهند داشت. لذا شناسایی، تعیین و بررسی دقیق مقادیر لاکتات خون بسیار ضروری می‌باشد.
اگر برنامه تمرینی طوری طراحی شود که ورزش در محدوده آستانه بی‌هوازی انجام شود، می‌تواند تأثیر مثبتی بر متابولیسم، افزایش انقباضات سلولی عضلانی، بهبود ترمیم سلول‌های عضلانی، افزایش مویرگ‌های خون و بهبود عملکرد قلب داشته باشد که این کار به‌صورت درست و دقیق با دستگاه اندازه‌گیری مانند لاکتومتر امکان‌پذیر است.
مشروح مسئله تحقیقاتی:
اسید لاکتیک در بدن انسان به‌عنوان یکی از فراورده‌های جانبی قندکافت، در صورت کمبود اکسیژن‌رسانی به بدن، ایجاد می‌گردد. هیدروکسی اسیدها گروهی از اسیدهای کربوکسیلیک هستند که یک گروه عاملی هیدروکسیل به آن‌ها افزوده شده‌است. گلیکولیز در مواجهه با گلوکز طی ده مرحله واکنش آنزیمی صورت می‌گیرد که در آخرین مرحله در صورت شرایط غیر هوازی با احیا شدن پیرووات، لاکتات تولید می‌گردد. لاکتات یکی از موادی است که توسط سلول‌ها تولید می‌شود، زیرا بدن غذا را به انرژی تبدیل می‌کند (متابولیسم سلولی) که بالاترین سطح تولید در ماهیچه‌ها اتفاق می‌افتد. بسته به pH، گاهی اوقات به شکل اسید لاکتیک وجود دارد. با این حال، با حفظ pH خنثی توسط بدن، بیشتر آن به شکل لاکتات در خون وجود خواهد داشت. آزمایش اندازه‌گیری میزان لاکتات عموماً با خون‌گیری و در موارد خاص در مایع مغزی نخاعی (CSF) اندازه‌گیری می‌شود. به طور معمول، سطح لاکتات در خون و CSF پایین است. هنگامی که اکسیژن کافی در سطح سلولی وجود نداشته باشد یا زمانی که راه اصلی تولید انرژی در سلول‌های بدن مختل می‌شود، لاکتات بیش از حد توسط سلول‌های عضلانی، گلبول‌های قرمز خون، مغز و سایر بافت‌ها تولید می‌شود. لاکتات اضافی می‌تواند منجر به اسیدوز لاکتیک شود. ابزار اصلی تولید انرژی در سلول‌ها در میتوکندری، نیروگاه‌های کوچک درون اکثر سلول‌های بدن اتفاق می‌افتد. میتوکندری‌ها از گلوکز و اکسیژن برای تولید ATP (آدنوزین تری فسفات)، به‌عنوان منبع اصلی انرژی بدن استفاده می‌کنند. به این تولید انرژی هوازی می‌گویند. هر زمان که سطح اکسیژن سلولی کاهش یابد و یا میتوکندری‌ها به درستی کار نکنند، بدن باید برای متابولیسم گلوکز و تولید ATP به تولید انرژی کمتر کارآمد روی بیاورد. این تولید انرژی بی‌هوازی نامیده می‌شود و محصول جانبی اولیه اسید لاکتیک است که توسط کبد پردازش (متابولیزاسیون) می‌شود. اسید لاکتیک زمانی می‌تواند در بدن و خون انباشته شود که سریع‌تر از آن چیزی که کبد بتواند آن را تجزیه کند، تولید شود. لاکتات بیش از حد ممکن است نشان دهنده یکی یا ترکیبی از موارد زیر باشد:
- کمبود اکسیژن (هیپوکسی)
- وجود شرایطی که باعث کاهش پاکسازی لاکتات از بدن می شود.
هنگامی که تولید اسید لاکتیک به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد، گفته می‌شود که فرد مبتلا به هیپرلاکتاتمی است، که با تجمع بیشتر اسید لاکتیک می‌تواند به اسیدوز لاکتیک تبدیل شود. بدن اغلب می‌تواند اثرات هیپرلاکتاتمی را جبران کند، اما اسیدوز لاکتیک می‌تواند به اندازه‌ای شدید باشد که تعادل اسید/باز(pH) فرد را مختل کند و علائمی مانند ضعف عضلانی، تنفس سریع، تهوع، استفراغ، تعریق و حتی کما ایجاد کند. لاکتات و مواد غیرقندی دیگر همانند گلیسرول و پیرووات می‌توانند به گلوکز تبدیل شوند که به این عمل در بدن گلوکونئوژنز می‌گویند. اسید لاکتیک نقش بی هوازی دارد. هدف این طرح، این است که با توجه به توضیحات ذکر شده، نیاز به تولید و ساخت دستگاه تولید داخل پرتابل اندازه‌گیری دقیق لاکتات خون از طریق نمونه خون‌گیری بر روی استریپ توسط لاکتومتر حاصل خواهد شد.
این شرکت با سابقه بیش از ده سال، تمامی آزمایشگاه‌های تربیت بدنی و علوم ورزشی دانشگاه‌ها را با برخی از محصول خود تجهیز کرده است و به‌عنوان یک شرکت دانش‌بنیان نوپا در زمینه‌های تربیت بدنی، علوم ورزشی و فیزیولوژی ورزشی فعال است و محصولاتی مانند دستگاه فوت مدیسنس، بررسی ساختار قامتی بدن (پاسچر)، تخته نیروسنج سه‌بعدی، اسکنر پا، عکس‌العمل در ۸ جهت، تعادل‌سنج ایستا، نرم‌افزار تندرستی و مشاوره ورزشی، نرم‌افزار استعدادیابی و بادی کامپوزیشن را تولید نموده است.
- طراحی و ساخت برد اندازه‌گیری لاکتات خون
- طراحی و ساخت استریپ مخصوص نمونه خونی مناسب برد طراحی شده
- بررسی صحت و تکرارپذیری نتایج در آزمایشگاه
- بهینه‌سازی و اثبات روایی و پایایی
- تهیه مستندات
خروجی‌های مورد انتظار تحقیق:
- حدوداً 0/2 میکرولیتر خون مویرگی برای تست مورد نیاز باشد.
- دستگاه حداکثر ظرف مدت 10 ثانیه میزان لاکتات خون آزمودنی را نشان دهد.
- محدوده اندازه‌گیری دستگاه: mmol/Lا25 – 0/5
- دقت اندازه‌گیری mmol/Lا0/1
- ابعاد کوچک و قابل حمل مشابه نمونه خارجی
- اتوکالیبره بودن دستگاه
- امکان شناسایی استرپ‌ها بر اساس کد
- امکان ثبت مقدار اندازه‌گیری لاکتات، تاریخ/زمان، حالت اندازه‌گیری، دما، ضربان قلب و شناسه روی حافظه دستگاه
- نمایشگر با ابعاد مناسب
- امکان ثبت حداقل 1،000 نمونه روی حافظه دستگاه و انتقال نمونه‌های ذخیره شده روی دستگاه با کابل یا بلوتوث
گلوگاه‌های احتمالی:
اندازه‌گیری دقیق امپدانس خون از روی استرپ که بتوان با دقت مورد انتظار لاکتات خون را اندازه‌گیری کرد.
الزامات تحقیق:
- تیم متخصص و توانمند مرتبط با طرح
- دسترسی و همکاری به آزمایشگاه خون‌گیری به منظور روایی دستگاه
زیرساخت‌ها و تجهیزاتی که متقاضی می‌تواند در اختیار مجری قرار دهد:
- فضای کاری
- نمونه دستگاه تجاری موجود در ایران
- متخصص فیزیولوژی
- کمک در اخذ روایی و پایایی
معیارهای ارزیابی و انتخاب مجری:
- دارای تخصص و تجربه طراحی و ساخت بردهای تجهیزات ابزار دقیق و پزشکی
- تجربه در زمینه امپدانس‌متری زیستی
- داشتن تیم متخصص و دانش کافی در زمینه موضوع طرح
- مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
- مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شرکت متقاضی، منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری تماماً متعلق به شرکت متقاضی بوده و مجری صرفاً حق‌الزحمه اجرای پروژه تحقیقاتی را دریافت خواهد کرد.
شماره تماس:
021-88486852
اینستاگرام:
iran.challenges@
021-88486852
اینستاگرام:
iran.challenges@