يُطوّر الباحثون جهازًا لاسلكيًا قابلًا للزرع لمراقبة الأوعية الدموية

تُعد أمراض الأوعية الدموية العدو الأول الشائع من الأمراض القاتلة الرئيسية في جميع أنحاء العالم، وتمثل تقريبًا ثلث معدل الوفيات البشرية على هذا الكوكب.

يمكن للمراقبة المستمرة لديناميكية الدم ( تدفق الدم عبر الجهاز الوعائي) أن تحسن العلاجات ونتائج المرضى.

لكن الحالات المميتة مثل ارتفاع ضغط الدم وتصلب الشرايين تحدث في نظام الجهاز الوعائي الطويل والمتعرج ذي الشرايين المتفاوتة القطر والانحناء، والأجهزة الطبية الحالية مُقيَّدة بسبب حجمها وصلابتها ومنفعتها.

يعمل وون-هونغ يو (Woon-Hong Yeo) الباحث في معهد جورجيا التقني ومعاونوه على تحسين فُرص المرضى بتطوير جهاز مراقبة إلكتروني لين قابل للزرع.

يتكون جهازهم الجديد من دعامة ذكية ومُستشعرات لينة مطبوعة وهو قابل للمراقبة اللاسلكية في الوقت الحقيقي لديناميكية الدم بدون بطاريات أو دوائر.

قال يو الذي نشر فريقه دراستهم هذا الأسبوع في مجلة “Science Advances “:

“إن هذا الجهاز الإلكتروني صغير جدًا ورفيع لذا يمكننا استخدام قسطرة لوضعه في أي مكان بالجسم وقد صُمِّم ليُرسل بيانات ديناميكية الدم لاسلكيًا بما فيها الضغط الشرياني والنبض والتدفق لنظام خارجي لتلقي البيانات”.

وأضاف يو مبتسمًا:

“إنها مثل الدعامة ذات الحيل المتعددة في جعبتها”.

على سبيل المثال، عند تثبيت هذا الجهاز في مريض مصاب بتصلب الشرايين، بالإضافة إلى توسيع الشريان ومنع تضيقه مثل الدعامة التقليدية واستعادة تدفق الدم الطبيعي، فإنه سيوفر أيضًا تدفقًا ثابتًا للبيانات.

وقال يو:

“الآن، بمجرد قيامك بوضع الدعامة، فلن تكون متأكدًا مما إذا كانت المشكلة قد حُلّت وربما يعود المرضى بنفس المشكلة، يمكن أن يكون عيبًا في الدعامة أو مشكلة في وضع الدعامة أو ربما مشكلة في تدفق دم المريض.”

والطريقة القياسية الحالية لمراقبة كل ذلك هي تصوير الأوعية الدموية، قد يكون ذلك مُكلفًا ويمكن أن تسبب الأصباغ والأشعة المستخدمة في تصوير الأوعية الدموية مرض السرطان في حالات نادرة خاصة مع المرضى الذين يعانون أيضًا من مرض السكري.

يسعى جهاز يو إلى تخطي الحاجة إلى تصوير الأوعية الدموية أو أي متطلبات تصويرية أخرى.

تعمل منصة الدعامة الذكية اللاسلكية الخاصة به والمتكاملة مع مستشعرات لينة بالاقتران الحثي لتُوفِّر مراقبة لاسلكية في الوقت الحقيقي لتتمكن من كشف مجال واسع من الأمراض الوعائية. يستخدم الاقتران الحثي مجالات مغناطيسية لنقل الطاقة لاسلكيًا، إنه مشابه لما يحدث عندما تستخدم شاحنًا لاسلكيًا لجهازك المحمول أو الساعة الذكية أو أجهزة أخرى، فإنهم يستمدون الطاقة من المجال المغناطيسي الذي يُنتجه الشاحن.

وأوضح يو: “في الأساس، يمكنك وضع نظام الاستشعار هذا في أي مكان داخل الجسم”.

الأمر الآخر بما يخص هذه المنصة التقنية هو بالإضافة إلى كونها نظام استشعار قابل للزرع فإنه يمكن استخدامها كنظام قابل للارتداء.

فكر في ساعة ذكية ومقدار ما تشغله الدوائر أو البطاريات من حجمها، إذا أزلت كل ذلك فستحصل على جهاز أرق من لصقة جروح نموذجية، وهو جهاز مراقبة صحي غير مرئي تقريبًا يمكنك ارتداؤه في أي مكان.

ذلك هو الهدف بعيد المدى على أي حال، وقد اختبروا نظامهم اللاسلكي القابل للزرع على نماذج حيوانية حتى الآن. ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير من العمل الذي ينبغي القيام به لتطوير تقنية مستشعرات الغشاء النانوي المطبوعة والإلكترونيات الحيوية من أجل المراقبة اللاسلكية المستمرة لصحة الأوعية الدموية.

قال يو:

“نعتقد أن مبادئ التصميم الميكانيكي والمادي والكهربائي التي نطورها، والإطار الهندسي والاستشعار الحيوي الناتج عن هذا العمل، سيُطوِّر مجال الإلكترونيات القابلة للزرع والأنظمة الطبية الحيوية، وستكون الأفكار والمعرفة التي نكتسبها قابلة للتطبيق على العمليات الفسيولوجية الأخرى والتحديات في الهندسة والعلوم الطبية الحيوية”.