شبیه سازی سکته قلبی با تراشه حاوی نانوالکترود

شبیه سازی سکته قلبی با تراشه حاوی نانوالکترود

733 403 نوفن حامی البرز

 

تراشه میکروسیالی ساخته شده که مجهز به الکترودهای نانومقیاس است؛ این تراشه قادر به شبیه‌سازی اثرات سکته روی سلول‌های قلبی بوده و برای مدل‌سازی انواع بیماری‌ها قابل استفاده است.

یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه تافتز تراشه‌ میکروسیالی ساخته است که حاوی سلول‌های قلب بوده و می‌تواند شرایط هیپوکسیک در اثر سکته قلبی را شبیه‌سازی کند. این تراشه قادر است مسدود شدن شریان قلب و همچنین باز شدن پس از فرآیند درمان را شبیه‌سازی کند.

این تراشه میکروسیالی حاوی آرایه‌هایی از حسگرهای الکترونیک است که در داخل و خارج سلول‌ها قرار گرفته و قادر به افزایش و کاهش ولتاژ در طول غشاء سلولی هستند. این حسگرها قادراند تا کاهش سطح اکسیژن در مایعات درون دستگاه را شناسایی کنند، همچنین این حسگرها می‌توانند دوره اولیه تاکیکاردیا (نرخ افزایش ضربان) و کاهش ضربان را تشخیص دهند.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است. پژوهشگران در این پروژه موفق شدند درک بهتری از پاسخ الکتروفیزیولوژیکی را در سطح سلولی در حمله قلبی ایجاد کنند که این نتایج می‌تواند در توسعه داروها به کار رود.

بیماری‌های قلبی و عروقی عامل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان هستند، اگر مسدود شدن شریان در طولانی مدت اتفاق افتد موجب مرگ بافت‌ها می‌شود.

کانال‌های کوچک موجود در این تراشه به محققان اجازه می‌دهد تا با دقت بالا جریان عبوری از سلول‌ها را تنظیم کنند و سطح اکسیژن را در حد یک تا چهار درصد نگه دارد تا وضعیت هیپوکسیا در تراشه شبیه‌سازی شود یا این که سطح اکسیژن به ۲۱ درصد برسد تا شرایط نرمال شبیه‌سازی شود.

فناوری زیست‌حسگری مورد استفاده در این تراشه میکروسیالی از چند الکترود تشکیل شده‌است که می‌تواند خوانش الگوهای ولتاژ را با استفاده از پیمایشگرهای نانوستونی انجام دهد، الکترودهایی که درون غشاء وارد شده و سطح ولتاژ را در هر سلول می‌خوانند.

این تراشه، ابزار مناسبی برای مدل‌سازی بیماری‌ها است، در روش‌های فعلی برای شبیه‌سازی به سلول‌ها آسیب می‌رسد اما این تراشه بدون آسیب می‌تواند فرآیند را شبیه‌سازی کرده و اطلاعات را در زمان واقعی برای محققان گزارش کند.

اولین نتایج منتشر شده از پیوند شبکیه چشم مصنوعی که حاوی الکترود‌های نانومقیاس است، نشان از موفقیت این فناوری دارد.
ترس از تاریکی و ندیدن اطراف تا عمق وجود خیلی از ما پیش رفته است. در جریان تحقیقی مشخص شده بیشتر مردم بریتانیا بیش از بیماری‌های آلزایمر، پارکینسون یا بیماری‌های قلبی از نابینا شدن می‌ترسند، اما با روش‌های درمانی فوق العاده‌ای که این روز‌ها پیشنهاد می‌شود، در آینده‌ای نه چندان دور این ترس از بین می‌رود.

نانورتینا (Nano Retina) اولین نتایج کارآزمایی بالینی روی دستگاه شبکیه مصنوعی NR ۶۰۰ را منتشر کرد. این دستگاه برای بازگرداندن بینایی افراد نابینا که در اثر زوال ماکولا و پیگمنتوز شبکیه چشم دچار مشکل شده‌اند، استفاده می‌شود.

شرکت نانورتینا به دنبال تجاری‌سازی شبکیه مصنوعی چشم است که توسط این شرکت طراحی و ساخته شده‌است. این شبکیه به کسانی که دچار آسیب‌دیدگی یا تخریب شبکیه چشم شده‌اند کمک می‌کند. انتظار می‌رود با وجود الکترود‌هایی در مقیاس نانو، وضوح تصویر در این شبکیه بالا باشد.

شبکیه مصنوعی که با تقلید از چشم انسان ساخته شده است.

پس از کاشت این شبکیه در چشم این دو بیمار، نتایج نشان داد که هر دو جلوه‌های تصویری را مشاهده کردند. براساس اظهارات استالمانس، نتایج کاشت این دستگاه حیرت‌انگیز بود، بیماری که ۵ سال در تاریکی مطلق به سر برده، بعد از استفاده از این شبکیه مصنوعی، قادر به دیدن شده‌است. وی می‌گوید: «بیش از ۲۰ سال است که به‌عنوان چشم‌پزشک مشغول به کار هستم. این اولین باری است که شاهدم یک بیمار کاملا نابینا درک تصویری دارد.»
به تازگی نتایج کارآزمایی این شبکیه مصنوعی که با تقلید از چشم انسان ساخته شده، منتشر شده‌است. به‌عنوان بخشی از یک کارآزمایی بالینی، ۲۰ بیمار داوطلب برای استفاده از این شبکیه مصنوعی ثبت‌نام کردند تا با روش کم‌تهاجمی این شبکیه در این بیماران مورد استفاده قرار گیرد. دو تن از این بیماران تحت عمل جراحی قرار گرفته که این کار در بیمارستان چشم‌پزشکی دانشگاه لوون بلژیک توسط پروفسور پیتر استالمانس انجام شد که یکی از متخصصان برجسته شبکیه چشم در اروپا است.

این شبکیه مصنوعی یکی از دستگاه‌های پزشکی نوآورانه و پیشرفته‌ترین در جهان است.
پاکوف میلستاین، مدیرعامل این شرکت می‌گوید: «ما از نتایج گزارش شده این کارآزمایی بسیار هیجان‌زده هستیم. به اعتقاد من این شبکیه مصنوعی یکی از دستگاه‌های پزشکی نوآورانه و پیشرفته‌ترین در جهان است.»

نانورتینا انتظار دارد تا طی ماه‌های آتی این فناوری را بهینه‌سازی کند.

بازگشت بینایی از دست رفته و تصور دوباره دیدن و چشم گشودن به جهان هستی هر چند تصوری دور از ذهن است، اما این روز‌ها با پیشرفت‌های فناوری نانو می‌توان امیدوار بود که نابینایی نیز یک بیماری کاملا قابل درمان باشد.

 

منبع: خبرگزاری مهر