علماء يطورون "قلبا حيويا نابضا" لدراسة اضطرابات القلب
تاريخ النشر: 11th, January 2024 GMT
طور باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا جهاز محاكاة لصمام القلب لدراسة القلس التاجي، وهو اضطراب يتضمن التدفق العكسي للدم من الحجرة اليسرى للقلب.
وتتضمن هذه الأداة المبتكرة قلبا حيويا يشتمل على قلب بيولوجي ومضخة روبوتية من السيليكون.
ومن اللافت للنظر أن هذا القلب الاصطناعي يكرر إيقاعات القلب الحقيقي.
Biorobotic hybrid heart as a benchtop cardiac mitral valve simulator by Ellen Roche & co-workershttps://t.co/vpQrkTJLRy
Highlights:
• Development of a high-fidelity beating heart simulator
• Biohybrid integration of preserved intracardiac tissue and soft robotic cardiac… pic.twitter.com/5zEHAzCoBD
وقد يسمح هذا النهج الجديد للجراحين والباحثين بمراقبة الإجراءات المختلفة عن كثب أثناء جمع البيانات في الوقت الفعلي.
وقالت إلين روش، كبيرة المؤلفين ومهندسة الطب الحيوي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "لجهاز المحاكاة فائدة كبيرة كأداة بحث لأولئك الذين يدرسون حالات وتدخلات صمامات القلب المختلفة".
Combining a pig heart and a silicone robotic pump, researchers create a #biorobotic heart that simulates valve function.
Study now published in @Device_CP:https://t.co/[email protected]/e4TN3j5rk2
وأضافت روش في البيان الصحفي: "يمكن أن يكون بمثابة منصة تدريب جراحي للأطباء وطلاب الطب والمتدربين، ويسمح لمهندسي الأجهزة بدراسة تصميماتهم الجديدة، وحتى مساعدة المرضى على فهم مرضهم وعلاجاتهم المحتملة بشكل أفضل".
الحاجة إلى القلب الحيوي
يتمتع جهاز محاكاة صمام القلب الذي تم تطويره مؤخرا بإمكانيات كبيرة في جوانب مختلفة.
إقرأ المزيد
وأثناء الاختبارات قبل السريرية، غالبا ما يتم تقييم الأجهزة الجديدة بدقة باستخدام أجهزة محاكاة القلب والنماذج الحيوانية. ومع ذلك، فإن أجهزة محاكاة القلب الموجودة لديها قيود في تكرار التعقيد الكامل لقلب الإنسان، وغالبا ما يكون عمرها الافتراضي قصيرا نسبيا، حيث يستمر من ساعتين إلى أربع ساعات فقط.
ومن ناحية أخرى، تقدم الأبحاث على الحيوانات رؤى مفيدة، ويمكن أن تكون مكلفة وتستغرق وقتا طويلا، وقد لا تكون النتائج بالضرورة قابلة للتطبيق بالكامل على علم الأحياء البشري.
ويقدم جهاز محاكاة القلب الحيوي حلا واعدا من خلال معالجة هذه التحديات. وكبديل أقل تكلفة، فإنه يوفر تمثيلا أكثر شمولا ودقة لتعقيدات القلب البشري مقارنة بأجهزة المحاكاة التقليدية.
وعلاوة على ذلك، فإن مدة صلاحيته الأطول التي تصل إلى أشهر تتيح إجراء اختبارات مكثفة، ما يجعله أداة مهمة وفعالة من حيث التكلفة للباحثين.
وأجرى الباحثون اختبارات على القلب الحيوي عن طريق إحداث تلف في الصمام التاجي، ومحاكاة حالات القلس التاجي،. وهذا سمح لهم بملاحظة ودراسة خصائص مثل هذه الحالة.
وبعد الضرر الناجم، طلب الفريق من جراحي القلب إصلاح المشكلة باستخدام ثلاث تقنيات مختلفة، في المقام الأول "تثبيت أنسجة سدائل الصمام المتطايرة بأحبال صناعية، واستبدال الصمام بصمام صناعي، وزرع جهاز للمساعدة في إغلاق سدائل الصمام (وريقات أو شرفات تفتح وتغلق مرة واحدة أثناء كل نبضة قلب)".
والمثير للدهشة أن الطرق الثلاث أثبتت فعاليتها في استعادة الظروف الطبيعية. وكانت التدابير التي تم تنفيذها ناجحة في تطبيع الضغط وتدفق الدم ووظيفة القلب بشكل عام.
وقالت روش: "لقد كان من المثير للاهتمام حقا بالنسبة للجراحين أن يروا كل خطوة. عندما تعمل مع المرضى، لا يمكنك تصور العملية لأن هناك دما في القلب".
نشرت النتائج في مجلة Device.
المصدر: Interesting Engineering
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: امراض امراض القلب دراسات علمية معلومات عامة معلومات علمية
إقرأ أيضاً:
علماء يبتكرون طلاء للزجاج عازلا وشفافا ولا يتأثر بالأمطار
نجح باحثون من جامعة رايس الأميركية، بالتعاون مع شركاء من جامعات دولية، في تطوير طلاء زجاجي مبتكر وشفاف يمكن أن يحدث ثورة في طريقة تدفئة المباني، خاصة في المدن ذات الشتاء القارس، وتم الإعلان عن هذا الإنجاز بدورية " أدفانسد ماتريلز".
يمنع هذا الطلاء -المصنوع من مزيج فريد من الكربون ومادة البورون نيتريد- تسرب الحرارة عبر النوافذ ويوفر في فواتير الطاقة من دون التأثير على دخول الضوء الطبيعي.
ولتبسيط فكرة هذا الطلاء المبتكر، يمكنك تخيله كـ"بطانية شفافة ذكية" توضع على النوافذ، فهي لا تُرى، لكنها تمنع تسرب الحرارة، تماما كما تفعل البطانية عند لف الجسم بها في يوم بارد، والمميز في هذه "البطانية الزجاجية" أنها لا تتأثر بالأمطار أو الشمس أو الخدوش، وتُركب من الجهة الخارجية للنوافذ، وهو ما لم يكن ممكنا مع الطلاءات التقليدية.
واعتمد الباحثون في تصنيع الطلاء الجديد على تقنية دقيقة تُعرف بـ"الترسيب بالليزر النبضي"، إذ تُستخدم نبضات ليزر عالية الطاقة لتبخير مادة صلبة تُسمى "الهدف" ، ثم تترسب جزيئاتها على سطح الزجاج لتكوين طبقة رقيقة جدا.
لكن ما يميز هذا الطلاء عن غيره هو أن الهدف المستخدم لم يكن "بورون نيتريد" نقيا فقط، بل كان مشوبا بنسبة دقيقة من الكربون، فعند تسليط الليزر على هذا الخليط، تتبخر جزيئات البورون نيتريد والكربون معا، وتترسب لتكوين طلاء شفاف، قوي، وذي قدرة عالية على عكس الحرارة.
وقد أوضح الباحثون في البيان الصحفي الرسمي -الذي أصدرته جامعة رايس- أن إضافة الكربون تُغير بشكل جذري خاصية "الانبعاثية" للطلاء، أي كمية الحرارة التي يطلقها الزجاج نحو الخارج، مما يجعله أكثر فاعلية في الحفاظ على دفء المبنى، من دون التضحية بالشفافية أو مقاومة الطقس.
وفي تجارب محاكاة أجريت على مبانٍ في مدن مثل نيويورك وبكين وكالغاري، أظهر الطلاء الجديد توفيرا في الطاقة بنسبة 2.9% مقارنة بالطلاءات الحالية، ورغم أن الرقم يبدو ضئيلا، فإنه يحمل وزنا كبيرا عند تطبيقه على نطاق واسع، خاصة أن الولايات المتحدة وحدها تركب أكثر من 4 مليارات قدم مربع من الزجاج الجديد سنويا.
إعلانومن الناحية الاقتصادية، يتميز الطلاء باستخدام مواد أقل تكلفة من الفضة أو أكسيد الإنديوم المستخدمين في الزجاج العازل التقليدي، مع قدرة تحمل أفضل في مواجهة الرطوبة وتقلبات الطقس.
وحسب ما ذكره الباحثون، فإن هذه التقنية قابلة للتطبيق على مواد أخرى مثل البلاستيك والمنسوجات، وربما حتى الأسطح البيولوجية، مما يفتح الباب أمام استخدامات أوسع في المستقبل.
وعلق البروفيسور يي لونغ، من الجامعة الصينية في هونغ كونغ، على الابتكار قائلا -في تصريح رسمي حصلت الجزيرة نت على نسخة منه- إن "هذه أول طبقة عزل حراري توضع على الجهة الخارجية للنافذة، وتتفوق في كفاءتها على مثيلاتها الداخلية، إنها مناسبة جدًا للمدن كثيفة المباني التي تحتاج إلى حلول طاقة فعالة".
ترحيب كبير من لاعبي سيراميكا بـ عمرو السولية...صور