روبوت مصغر يتم زراعته في الجسم لبناء الأنسجة

اخترع العلماء روبوت مصغرا يتم زرعه في الجسم بغرض علاج عيب خلقي نادر يحدث للأطفال حديثي الولادة يمنعهم من وصول الطعام إلى المعدة، إذ يولد نحو واحد من كل 4000 طفل مصاب برتق المريء في الولايات المتحدة الأميركية وأوروبا - وهي حالة خطيرة قاتلة إذا لم تعالج. ويحدث عندما لا تتصل الأجزاء العلوية والسفلية من المريء، مما يعني أن الغذاء لا يمكنه أن يمر من الحلق إلى المعدة. ويعالج الأطباء حاليا الحالة باستخدام تقنية فوكر، التي تنطوي على شد النهايات المكسورة من المريء قليلا على نحو بعضها  لتشجيعها على النمو.

ومع ذلك، فإن هذه التقنية لا تخلو من المخاطر كما أنه غير معروف مدى قوتها. ولكن الآن قد طور الباحثون في جامعة شيفيلد ومستشفى بوسطن للأطفال، وكلية الطب بجامعة هارفارد، نموذجا ثوريا للأجهزه الذكية المزروعة "روبوت " للتشجع على نمو الأنسجة التي لم تكتمل بعد  لدى الأطفال. والروبوت عبارة عن  جهاز صغير يتم تعلقية على المريء من قبل اثنين من الحلقات. ويحتوي على المحرك الذي يحفز الخلايا عن طريق سحب الأنسجة بلطف تجاه بعضها. وباستخدام نوعين من أجهزة الاستشعار - واحد لقياس التوتر في الأنسجة وآخر لقياس نزوح الأنسجة - ويراقب الروبوت ويقوم بسحب الأنسجة اعتمادا على خصائص الأنسجة. وقامت الدكتورة دانا داميان، من قسم التحكم الآلي وهندسة النظم بجامعة شيفيلد، وفريقها من مستشفى بوسطن للأطفال بابتكار الجهاز.

وقالت: "الأطباء كانوا يقومون بإجراء فوكر عندما أدركوا أن إطالة الأنسجة يمكن أن تتتحقق عن طريق سحب على الأنسجة. مع ذلك، فمن غير المعروف كم القوة يجب أن تطبق لإنتاج إطالة الأنسجة. "على الرغم من كون هذه التقنية هي واحدة من أفضل المعايير، ولكن يمكن للغرز الجراحية بها والتي تعلق المريء أن تتمزق مؤدية إلى عمليات جراحية متكررة أو يمكن أن تشكل ندبا التي يمكن أن تسبب مشاكل للمريض في المستقبل.

ويتم دعم الجهاز المزروع من قبل وحدة تحكم موجودة خارج الجسم، معلقة فى سترة، إذ تمكن الأطباء من مراقبة الطفل المريض دون التأثير على روتينة اليومي. وتشير الدراسة إلى أن هذا الروبوت المزروع، سيمكن الأطفال الرضع من التحرك بحرية وسيسمح لهم بالتفاعل مع والديهم أثناء مرحلة العلاج، مما يساعد على تقليل التوتر بين كلا الطرفين.

وأضافت الدكتورة داميان "كان التحدي الأكبر الذي واجهنا هو تصميم الروبوت كي يعمل في بيئة معادية للتكنولوجيا، وتطوير تفاعل قوي من الناحية الفسيولوجية ذات الصلة مع الأنسجة والتي تعزز نموها"، وبيَنت "لقد قمنا بتصميم روبوت لين ودائم وغير قابل لدخول الهواء والماء وغير قابل للتآكل ويتحمل الزرع للعلاج على المدى الطويل. وتعد هذه هي الخطوة الأولى في العلاجات التكيفية القائمة على التجدد من الأنسجة.

ويعد هذا البحث هو نقطة انطلاق لفهم كيفية التحفيز الميكانيكي على مستوى الأنسجة والذي يساعد الخلايا على أن تتكاثر كما يساعد الأطباء على القيام بطريقه فعالة لتحفيز الخلايا لتنمو باستخدام أدوات بديهية. وقد أظهرالجهاز تتضاعف للخلايا ردا على سحبها بدلا من حدوث تمدد فى الشكل أو تندب. وباستخدام قدرات الرصد والسيطرة لدى الروبوت، يمكن تغيير العلاج ليناسب المريض وليزيد ويحسن من نمو الخلايا.