فريق بحثي أمريكي يطور لاصقة غير جراحية لتنظيم ضربات القلب باستخدام الموجات فوق الصوتية
أخبار ar.wedoany.com، تعاون باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) وجامعة جنوب كاليفورنيا (USC) وغيرها من المؤسسات، لتطوير جهاز لاصق قابل للارتداء من نوع جديد، يعمل على تنظيم ضربات القلب بشكل غير جراحي باستخدام الموجات فوق الصوتية.
على الرغم من أن أجهزة تنظيم ضربات القلب المزروعة تقليدياً أنقذت حياة الملايين (يستخدمها حوالي 3 ملايين شخص بالغ في الولايات المتحدة)، إلا أنها تنطوي على مخاطر كونها غرسات جراحية. يتمثل الهدف الأساسي لهذا البحث في تحقيق تحفيز غير جراحي للقلب عبر الموجات فوق الصوتية. يتكون التصميم الجديد من لاصقة صغيرة يمكن ارتداؤها على الصدر، حيث ترسل محولات طاقة دقيقة موجودة على اللاصقة نبضات فوق صوتية عبر الصدر. تعمل هذه الموجات فوق الصوتية على فتح قنوات أيونية معدلة وراثياً في خلايا القلب، مما يسمح بدخول أيونات الكالسيوم، وبالتالي إعطاء إشارة لخلايا القلب بالانقباض والنبض.
طبق الباحثون منهج علم الصوتيات الوراثي (sonogenetics) لتضخيم تأثير الموجات فوق الصوتية على القلب، والذي يتبع مبادئ علم البصريات الوراثي (optogenetics) من خلال التعديل الوراثي لجعل الخلايا تستجيب للصوت، بما في ذلك الموجات فوق الصوتية. في المختبر، قاموا بتمايز خلايا قلبية من خلايا جذعية جنينية، وأجروا عليها تعديلات وراثية لزيادة حساسيتها للموجات فوق الصوتية. أظهرت التجارب أن الخلايا القلبية المعدلة وراثياً تنقبض بشكل متزامن مع الموجات فوق الصوتية عند تعرضها لها، بينما لم تظهر الخلايا غير المعدلة أي استجابة مماثلة.
في تجارب أُجريت على الفئران، قام الباحثون بحقن محلول معزز لعلم الصوتيات الوراثي عبر ذيل الحيوان، ثم وضعوا لاصقة تنظيم ضربات القلب المصغرة على صدر الفأر. عند تشغيل اللاصقة، قامت الموجات فوق الصوتية بتنظيم معدل ضربات قلب الحيوانات بسرعة؛ حيث عادت الحيوانات التي تعاني من بطء شديد في ضربات القلب أو عدم انتظامها إلى انقباضات قلبية طبيعية ومنتظمة. يعتقد فريق البحث أن هذه الخطوة يمكن تحويلها سريرياً إلى شكل من أشكال العلاج الجيني، مما يتيح تحقيق جهاز تنظيم ضربات قلب غير جراحي.
يشمل النموذج الأولي الذي صنعه الفريق لاصقة فوق صوتية بحجم طابع بريدي تقريباً، وجهازاً جيبياً صغيراً يحتوي على بطارية ومكونات إلكترونية. الجزء اللاصق مصنوع من مادة هيدروجيلية، تلتصق بقوة بالجلد وتسمح بمرور الموجات فوق الصوتية دون توهين. كان نفس الفريق قد عرض سابقاً تصميماً للاصقة تستخدم الموجات فوق الصوتية لتصوير الأعضاء والأنسجة العميقة، وهم يخططون الآن لدمج هاتين الطريقتين في لاصقة فوق صوتية واحدة لمراقبة وتنظيم نشاط القلب في آن واحد. صرح البروفيسور شيوانخه تشاو (Xuanhe Zhao) أنه في يوم من الأيام، يمكن للأشخاص وضع لاصقات على أجزاء مختلفة من الجسم لإجراء تصوير طويل الأمد، ومراقبة، وتحفيز علاجي مغلق الحلقة.
نُشرت نتائج هذا البحث في دورية "Nature Biomedical Engineering". يشمل المؤلفون المشاركون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) المؤلف الأول تشن غونغ (Chen Gong)، بالإضافة إلى رونزي لي (Runze Li)، وون جون سونغ (Won Jun Song)، وما بعد الدكتوراه السابق غينغشي لو (Gengxi Lu)، وشوتسونغ لي (Shucong Li)، وهسياو-تشوان ليو (Hsiao-Chuan Liu). يضم المتعاونون الآخرون باحثين من جامعة هارفارد (Harvard University)، وجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس (University of California at Los Angeles)، والعديد من المجموعات البحثية من جامعة جنوب كاليفورنيا (USC). حظي العمل البحثي بدعم من المعاهد الوطنية للصحة (National Institutes of Health) والمؤسسة الوطنية للعلوم (National Science Foundation) وغيرها من المؤسسات.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
