قام فريق من الباحثين في الصين بتطوير "ألياف مجهرية" جديدة من اللفائف المغناطيسية واستخدموها لصمام نزيف الشرايين لدى أرنب - مما يمهد الطريق لمجموعة من العلاجات التي يمكن السيطرة عليها والأقل تدخلاً لتمدد الأوعية الدموية وأورام الدماغ.
عند محاولة وقف النزيف في تمدد الأوعية الدموية أو وقف تدفق الدم إلى أورام المخ (عملية تعرف باسم الانصمام)، يقوم الجراحون عمومًا بتشغيل قسطرة رفيعة عبر الشريان الفخذي وتمريرها عبر الأوعية الدموية لتوصيل العوامل الصمّية. على الرغم من استخدامها على نطاق واسع، يصعب توجيه هذه القسطرة عبر شبكات الأوعية الدموية المعقدة.
وفي محاولة لمواجهة هذا التحدي، قام فريق من الباحثين في جامعة هواتشونغ للعلوم والتكنولوجيا (هوست) ابتكرت روبوتات من الألياف الدقيقة المغناطيسية الناعمة يمكنها تنفيذ مثل هذه الإجراءات عن بعد. يمكن لهذه الأجهزة، المصنوعة من ألياف ممغنطة ملتوية على شكل حلزون، أن تناسب مجموعة من أحجام الأوعية المختلفة وتتحرك بطريقة لولبية عند تعرضها لمجال مغناطيسي خارجي. نتائج البحث المقدمة في الروبوتات العلم، يوضح كيف تم استخدام الأجهزة بنجاح لوقف النزيف الشرياني لدى الأرانب.
كمؤلف مشارك جيان فنغ تشانغ يوضح أن الروبوتات الدقيقة مصنوعة باستخدام الطاقة الحرارية لسحب المواد المركبة الناعمة المغناطيسية إلى ألياف مجهرية، والتي يتم بعد ذلك "ممغنطتها وتشكيلها لمنحها قطبية مغناطيسية حلزونية". من خلال التحكم في المجال المغناطيسي، أظهر الروبوت المصنوع من الألياف الدقيقة المغناطيسية تحولًا مورفولوجيًا قابلاً للعكس (الاستطالة أو التجميع) والدفع الحلزوني من خلال تدفق الدم (سواء المنبع أو المصب). وهذا يسمح لها بالتنقل عبر أنظمة الأوعية الدموية المعقدة وإجراء الانصمام الآلي في منطقة أقل من ملليمتر.
"يوضح المقال كيف أدينا المختبر انصمام تمدد الأوعية الدموية والأورام في نموذج الأوعية الدموية العصبية، وإجراء الملاحة الروبوتية والانصمام تحت التنظير الفلوري في الوقت الحقيقي في في الجسم الحي يقول زانغ: "نموذج الشريان الفخذي الأرنبي". "تُظهر هذه التجارب القيمة السريرية المحتملة لهذا العمل وتمهد الطريق لخيارات جراحية للانصمام بمساعدة الروبوت في المستقبل."
وظيفة التثبيت
وفقًا للمؤلف الأول Xurui Liu، وهو طالب دكتوراه في جامعة HUST، يمتلك كل روبوت من الألياف الدقيقة وظيفة تثبيت، مشابهة لوظيفة الدعامة الوعائية، مما يتيح تثبيته بشكل ثابت على الجدار الداخلي للأوعية الدموية من خلال الاحتكاك التلامسي لتجنب غسله بواسطة تدفق الدم.
"إن توزيع المغنطة الحلزونية يوفر للروبوت المصنوع من الألياف الدقيقة اتجاه مغنطيسي صافي على طول محوره المركزي. ومن خلال تطبيق مجال مغناطيسي خارجي يتوافق مع اتجاه صافي المغنطة، يمكن تمديد الروبوت.
وتضيف: "على العكس من ذلك، عندما يكون المجال المغناطيسي الخارجي معاكسًا لاتجاه المغنطة الصافية، فإن الروبوت سوف يتجمع". "تضمن النعومة والمتانة العالية لهذا الروبوت المصنوع من الألياف الدقيقة أن تظل وظيفة إعادة البناء المورفولوجية قابلة للعكس تمامًا بعد أكثر من ألف دورة تجميع واستطالة."
بديل واعد
على النقيض من الروبوتات المغناطيسية الناعمة المذكورة في بحث سابق، يؤكد زانغ أن خصائص اتجاه المغنطة الحلزونية للروبوتات الجديدة تمكن من فصل تشوهها وأنماط حركتها بشكل متعامد بشكل مستقل عن المجال المغناطيسي للتحكم، مما يوفر "مرونة فريدة للتحكم في المجال المغناطيسي".
يوضح زانغ: "لا تسمح هذه الميزة لروبوت واحد من الألياف الدقيقة بالتحرك بسرعة عالية ضد تدفق الدم تحت تأثير مجال مغناطيسي دوار فحسب، بل تتيح أيضًا التحكم المستقل في شكل وحركة العديد من روبوتات الألياف الدقيقة".
ويضيف: "بالإضافة إلى ذلك، تتوافق هذه الأجهزة مع القسطرة التداخلية شائعة الاستخدام لزيادة إمكانية استخدامها في البيئات السريرية".
في مواجهة تحديات الطرق التقليدية مثل الانصمام القائم على القسطرة - لا سيما من حيث القيود التشغيلية وعدم الدقة الكافية، فضلاً عن المخاطر الصحية المرتبطة بتعرض الأطباء للإشعاع لفترات طويلة من الزمن (من إرشادات الأشعة السينية النظام) - يشير زانغ إلى أن تطوير تكنولوجيا الألياف الدقيقة المغناطيسية يوفر للأطباء وسيلة جديدة لتحسين العلاجات الحالية.
تصطف الروبوتات الصغيرة المغناطيسية للعلاج بالخلايا الجذعية
"إن تطوير الألياف الدقيقة يوفر منظورًا جديدًا لعلاج الانصمام الوعائي ويظهر إمكانية التطبيق في تكنولوجيا العلاج الجراحي البسيط. وتوفر هذه التقنية مكملاً أو بديلاً فعالاً لتقنية الانصمام بالقسطرة التقليدية من خلال التحكم الدقيق في انسداد تدفق الدم.
ويشير زانغ إلى أنه على الرغم من أن هذه التكنولوجيا تظهر إمكاناتها، إلا أنه لا تزال هناك تحديات يجب التغلب عليها قبل تطبيقها السريري. وتشمل هذه التحسينات الهيكلية للروبوتات الدقيقة، وزيادة التوافق الحيوي للمواد، وتطوير أنظمة تحديد موضع الأوعية الدموية وتتبعها. ويضيف: "يعمل فريق البحث على معالجة هذه القضايا الرئيسية لتعزيز تطبيق التكنولوجيا".
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://physicsworld.com/a/magnetic-microbots-show-promise-for-treating-aneurysms-and-brain-tumours/
