หลังจากชนะงานแสดงวิทยาศาสตร์ของรัฐและเข้ารอบสุดท้ายในการแข่งขันระดับประเทศ ตอนนี้ Dasia Taylor ได้จดสิทธิบัตรแล้ว
Dasia Taylor คั้นน้ำหัวบีทประมาณสามโหลในช่วง 18 เดือนที่ผ่านมา เธอพบว่ารากผักเป็นสีย้อมที่สมบูรณ์แบบสำหรับการประดิษฐ์ของเธอ: ไหมเย็บที่เปลี่ยนสีจากสีแดงสดเป็นสีม่วงเข้มเมื่อแผลผ่าตัดติดเชื้อ
นักเรียนอายุ 17 ปีที่ Iowa City West High School ในไอโอวาซิตี รัฐไอโอวา เริ่มทำงานในโครงการนี้ในเดือนตุลาคม 2019 หลังจากที่ครูสอนวิชาเคมีของเธอแบ่งปันข้อมูลเกี่ยวกับงานแสดงวิทยาศาสตร์ทั่วทั้งรัฐกับชั้นเรียน ขณะที่เธอพัฒนาฝีเย็บ เธอคว้ารางวัลจากงานวิทยาศาสตร์ระดับภูมิภาคหลายแห่งก่อนที่จะก้าวขึ้นสู่เวทีระดับประเทศ มกราคมนี้ เทย์เลอร์ได้รับเลือกให้เป็นหนึ่งใน 40 ผู้เข้ารอบสุดท้ายในRegeneron Science Talent Searchซึ่งเป็นการแข่งขันด้านวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ที่เก่าแก่และมีชื่อเสียงที่สุดของประเทศสำหรับนักเรียนมัธยมปลาย
อย่างที่ทราบดีว่าแก่นแท้ของโครงการที่ประสบความสำเร็จคือปัญหาที่ต้องแก้ไข เทย์เลอร์ได้อ่านเกี่ยวกับรอยเย็บที่เคลือบด้วยวัสดุนำไฟฟ้าที่สามารถรับรู้สถานะของบาดแผลโดยการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานไฟฟ้า และถ่ายทอดข้อมูลนั้นไปยังสมาร์ทโฟนหรือคอมพิวเตอร์ของผู้ป่วยและแพทย์ แม้ว่าการเย็บแบบ “ฉลาด” เหล่านี้สามารถช่วยได้ในสหรัฐอเมริกา แต่เครื่องมือราคาแพงอาจใช้ไม่ได้กับคนในประเทศกำลังพัฒนา ซึ่งบางครั้งขาดการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตและเทคโนโลยีมือถือ และยังมีความต้องการอยู่ โดยเฉลี่ยแล้ว 11% ของแผลผ่าตัดมีการติดเชื้อในประเทศที่มีรายได้น้อยและปานกลาง อ้างอิงจากองค์การอนามัยโลกเทียบกับระหว่าง2 ถึง 4 เปอร์เซ็นต์ของการผ่าตัดในสหรัฐอเมริกา
การติดเชื้อหลังการผ่าตัดคลอดได้รับความสนใจเป็นพิเศษจากเทย์เลอร์ ในบางประเทศในแอฟริกา ผู้หญิงมากถึงร้อยละ 20ที่คลอดบุตรโดยการผ่าตัดคลอดจะติดเชื้อที่บริเวณผ่าตัด การวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าศูนย์สุขภาพในเซียร์ราลีโอน สาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก และบุรุนดีมีอัตราการติดเชื้อใกล้เคียงกันหรือต่ำกว่า โดยอยู่ระหว่าง 2 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ ตามมาตรา C มากกว่าสหรัฐอเมริกาโดยมีอัตราตั้งแต่ 8 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ .
แต่การเข้าถึงสมาร์ทโฟนนั้นแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด การสำรวจของ BBC ที่ ตีพิมพ์ในปี 2559 พบว่าในเซียร์ราลีโอน ประมาณ 53 เปอร์เซ็นต์ของผู้คนมีโทรศัพท์มือถือ และประมาณสามในสี่ของผู้ที่มีโทรศัพท์มือถือพื้นฐาน ไม่ใช่สมาร์ทโฟน
“ฉันทำงานเกี่ยวกับความเท่าเทียมทางเชื้อชาติมามากมายในชุมชนของฉัน ฉันเป็นวิทยากรรับเชิญในการประชุมหลายครั้ง” เทย์เลอร์กล่าว “ดังนั้น เมื่อฉันได้รับโอกาสในการทำวิจัยนี้ ฉันก็อดไม่ได้ที่จะลองใช้เลนส์เอควิตี้”
ก่อนการระบาดของโควิด-19 เทย์เลอร์ใช้เวลาส่วนใหญ่หลังเลิกเรียนในรายการBlack History Game Showซึ่งเป็นสโมสรที่เธอเป็นสมาชิกตั้งแต่เกรดแปด และเข้าร่วม การประชุม คณะกรรมการโรงเรียนและภาคประจำสัปดาห์เพื่อสนับสนุนหลักสูตรต่อต้านการเหยียดผิว ในช่วงสี่เดือนก่อนถึงงานแสดงวิทยาศาสตร์ระดับภูมิภาคครั้งแรกของเธอในเดือนกุมภาพันธ์ 2020 เทย์เลอร์ได้ทุ่มเทเวลาบ่ายวันศุกร์เพื่อค้นคว้าวิจัยภายใต้การแนะนำของครูสอนเคมี แคโรลีน วอลลิง
ผิวหนังของมนุษย์ที่มีสุขภาพดีนั้นมีสภาพเป็นกรด ตามธรรมชาติ โดยมีค่า pH อยู่ที่ประมาณห้า แต่เมื่อแผลติดเชื้อ ค่า pH ของแผลจะเพิ่มขึ้นถึงเก้า สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงค่า pH ได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ผลไม้และผักหลายชนิดเป็นตัวบ่งชี้ทางธรรมชาติที่เปลี่ยนสีในระดับ pH ที่แตกต่างกัน
“ฉันพบว่าหัวบีทเปลี่ยนสีที่จุด pH ที่สมบูรณ์แบบ” เทย์เลอร์กล่าว น้ำบีทรูทสีแดงสดจะเปลี่ยนเป็นสีม่วงเข้มที่ pH 9 “นั่นเหมาะสำหรับบาดแผลที่ติดเชื้อ ฉันก็เลยแบบ ‘โอเค’ ดังนั้นหัวบีตจึงเป็นที่ที่มันอยู่’”
ต่อไป เทย์เลอร์ต้องหาด้ายเย็บที่จะยึดติดกับสีย้อม เธอทดสอบวัสดุ 10 ชนิด ซึ่งรวมถึงด้ายเย็บมาตรฐาน เพื่อดูว่าพวกเขาหยิบและยึดสีย้อมได้ดีเพียงใด ไม่ว่าสีย้อมจะเปลี่ยนสีเมื่อค่า pH เปลี่ยนไปหรือไม่ และความหนาของวัสดุเหล่านั้นเมื่อเปรียบเทียบกับด้ายเย็บมาตรฐาน หลังจากที่โรงเรียนของเธอเปลี่ยนไปใช้การเรียนรู้ทางไกล เธอสามารถใช้เวลาสี่หรือห้าชั่วโมงในห้องทดลองในวันเรียนแบบอะซิงโครนัส โดยใช้การทดลอง
ผ้าฝ้ายผสมโพลีเอสเตอร์ทำเครื่องหมายทุกกล่อง หลังจากผ่านไปห้านาทีภายใต้ pH ที่เหมือนการติดเชื้อ ด้ายฝ้ายโพลีเอสเตอร์จะเปลี่ยนจากสีแดงสดเป็นสีม่วงเข้ม หลังจากสามวัน สีม่วงจะจางลงเป็นสีเทาอ่อน
ด้วยการทำงานด้วยความเท่าเทียมในด้านสุขภาพทั่วโลก เธอหวังว่าสักวันหนึ่งการเย็บที่เปลี่ยนสีได้จะช่วยให้ผู้ป่วยตรวจพบการติดเชื้อที่บริเวณผ่าตัดได้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อที่พวกเขาจะได้ไปพบแพทย์เมื่อได้รับผลกระทบมากที่สุด เทย์เลอร์วางแผนที่จะจดสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์ของเธอ ในระหว่างนี้ เธอกำลังรอผลการรับเข้าเรียนในมหาวิทยาลัยขั้นสุดท้าย
Maya Ajmeraประธานและซีอีโอของ Society for Science ซึ่งดูแล Science Talent Search กล่าวว่า “การจะติด Top 40 ได้ก็เหมือนงานหลังปริญญาเอกที่เด็กๆ เหล่านี้กำลังทำอยู่ รางวัลสูงสุดในปีนี้ตกเป็นของอัลกอริธึมการจับคู่ที่สามารถค้นหาคู่ในแหล่งรวมของตัวเลือกต่างๆ แบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่สามารถช่วยระบุสารประกอบที่มีประโยชน์สำหรับการวิจัยด้านเภสัชกรรมและระบบกรองน้ำดื่มที่ยั่งยืน ผู้เข้ารอบสุดท้ายยังโหวตให้ รางวัล Seaborg Awardแก่เทย์เลอ ร์ ทำให้เธอเป็นโฆษกของกลุ่มประชากรตามรุ่น
Kathryn Chu ผู้อำนวยการศูนย์ศัลยกรรมระดับโลกที่มหาวิทยาลัย Stellenbosch ในแอฟริกาใต้ มุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงการเข้าถึงการดูแลศัลยกรรมอย่างเท่าเทียมกัน “ฉันคิดว่ามันน่าทึ่งมากที่นักวิทยาศาสตร์มัธยมปลายอายุน้อยคนนี้ได้รับแรงบันดาลใจให้ทำงานเพื่อแก้ไขปัญหานี้” ศัลยแพทย์เขียนในอีเมล “ผลิตภัณฑ์ที่สามารถตรวจพบได้ในระยะแรก [การติดเชื้อที่บริเวณผ่าตัด] จะมีคุณค่าอย่างยิ่ง”
อย่างไรก็ตาม เธอเสริมว่า “แนวคิดนี้สามารถแปลจากม้านั่งไปข้างเตียงได้อย่างไร จำเป็นต้องมีการทดสอบเพิ่มเติม”
ไหมเย็บปัจจุบันทำงานได้ดี: ราคาไม่แพง ไม่ระคายเคืองต่อผิวหนัง และแข็งแรงพอที่จะจับบาดแผลไว้ด้วยกัน ด้ายที่ย้อมด้วยน้ำบีทรูทจะต้องสามารถแข่งขันกับคุณลักษณะเหล่านี้ทั้งหมดได้ การติดเชื้อบริเวณที่ผ่าตัดสามารถเกิดขึ้นได้ใต้พื้นผิวของบาดแผล ส่วน C เกี่ยวข้องกับการตัดผ่านแล้วจึงซ่อมแซม ไม่ใช่แค่ผิวหนังเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกล้ามเนื้อข้างใต้ด้วย ตามที่ปรากฏ ด้ายเย็บที่เปลี่ยนสีไม่ได้ช่วยตรวจหาการติดเชื้อที่อยู่ใต้ผิวหนัง และ “หากการติดเชื้อไหลซึมผ่านผิวหนัง หรือเกี่ยวข้องกับผิวหนัง การติดเชื้อได้มาถึงระยะหลังแล้ว” Chu เขียน
สุดท้ายนี้ การไม่ดูดซับแบบเดียวกับที่ทำให้ด้ายเย็บมาตรฐานย้อมยากด้วยน้ำบีทรูทยังช่วยป้องกันแบคทีเรียและในทางกลับกัน แม้ว่าโครงสร้างการถักเปียของด้ายฝ้ายจะทำให้สามารถหยิบสีบีทขึ้นมาได้ แต่ก็ยังเป็นที่หลบซ่อนของแบคทีเรียที่ทำให้เกิดการติดเชื้อ
เทย์เลอร์ได้ดำเนินการวิจัยตั้งแต่เริ่มต้นโครงการซึ่งอาจช่วยลดความเสี่ยงที่เกิดจากการใช้ผ้าฝ้าย
“ฉันอ่านผลการศึกษาที่บอกว่าน้ำบีทรูทมีฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย และถึงแม้ว่าฉันอยากจะเชื่อคำพูดของพวกเขา ฉันก็อยากลองด้วยตัวเอง ฉันต้องการทำซ้ำผลลัพธ์ของพวกเขา” เทย์เลอร์กล่าว
แต่การศึกษาแบคทีเรียนั้นต้องการการปฏิบัติที่เฉพาะเจาะจงและปลอดเชื้อ ซึ่งทั้ง Taylor และที่ปรึกษาของเธอ Walling และ Michelle Wikner ซึ่งเป็นครูสอนเคมีทั้งคู่ต่างก็ไม่เคยคุ้นเคยมาก่อน ในช่วงหลายเดือนที่นำไปสู่การแข่งขัน Science Talent Search เทย์เลอร์ได้ติดต่อกับนักจุลชีววิทยาTheresa Hoที่มหาวิทยาลัยไอโอวาเพื่อสร้างแผนการวิจัยที่ผสมผสานเทคนิคที่เหมาะสมเข้าด้วยกัน และงานนั้นยังคงดำเนินต่อไป
เมื่อไตร่ตรองถึงประสบการณ์ในงานวิทยาศาสตร์ เทย์เลอร์อยากจะขอบคุณ Carolyn Walling มากที่สุดที่ให้กำลังใจเธอให้เข้าร่วม “พวกเราชอบทำกิจกรรมทั้งหมดนี้ร่วมกัน” เธอกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะเป็นปีแรกของเธอที่ทำวิจัยอิสระ เธอยังรู้สึกขอบคุณสำหรับการสนับสนุนจากชุมชนของเธอ
“ฉันมีความภาคภูมิใจในโรงเรียนมากเพราะเมื่อมีคนในโรงเรียนของเราทำสิ่งที่ยอดเยี่ยม พวกเขาจะได้รับการเฉลิมฉลองอย่างเต็มที่” เทย์เลอร์กล่าว “และการได้เป็นหนึ่งในเด็กเหล่านั้นก็น่าทึ่งมาก”
หลังจากสำเร็จการศึกษา เทย์เลอร์หวังที่จะเรียนต่อที่มหาวิทยาลัยโฮเวิร์ด ศึกษารัฐศาสตร์ และในที่สุดก็ได้เป็นทนายความ
“ฉันตั้งตารอที่จะได้เห็นวิธีที่ Dasia ใช้โครงการนี้ก้าวไปข้างหน้า” Ajmera กล่าว “และในระยะยาว ฉันสนใจที่จะดูว่าปัญหาใดที่เธอกำลังจะแก้ไขต่อไป เพื่อทำให้โลกนี้น่าอยู่ขึ้น”
