Sci Dev Net: وداعًا لجراحات استبدال بطارية مزروعة في الجسم

::Source: Sci Dev Net::

📷حقوق الصورة: UConn Today/ University of Connecticut

نقاط للقراءة السريعة

نقترب من الاستغناء عن البطاريات المضافة للأجهزة الطبية المزروعة في الجسمبمكثفات معمرة أكثر أمانًا، وأصغر حجمًا بكثير، وأقل تكلفةً، وأكفأ عملًا وخزنًا للطاقةالتقنية المستخدمة في المكثفات سهلة، ويمكن نقلها إلى العالم النامي

كتب: رشا دويدار

[القاهرة] بشر باحثون بعهد جديد، يتخلص فيه الجراح والمريض من عبء الخضوع لجراحات استبدال بطاريات الأجهزة الطبية المزروعة بالجسم، وإننا على أعتاب الاستغناء عنها أصلًا.

سوف يغني عن هذه البطاريات مكثف حيوي فائق، يستغل سوائل الجسم وسطًا ناقلًا للشحنات.

وكانت علاجات الأمراض المستعصية والمزمنة قد شهدت ثورة بفضل الأجهزة الطبية المزروعة، لكن إمدادها بالطاقة عن طريق البطاريات يمثل مشكلة، ولعل المثال الأشهر لذلك، هو الناظمات القلبية التي تضبط وتنظم ضرباته، وتراقبها.

يجري زرع أجهزة تنظيم ضربات القلب جراحيًّا داخل تجويف الصدر، مدعومة ببطارية كبيرة الحجم، ما يحد من القدرة على تصغير حجم الجهاز، وكذا من عمره الافتراضي.

ويجب الاستبدال بالبطارية بعد مدة؛ مما يعرض المريض لجراحة أخرى مؤلمة، ومكلفة ومحفوفة بالمخاطر، كما أنها تحتوي على مواد كيميائية سامة وشوارد كهربائية تشتد خطورتها إن تسربت إلى الجسم.

أما البديل الجديد الذي طوره باحثون من جامعتي كونيتيكت وكاليفورنيا بالولايات المتحدة، فيعتمد على مكثفات كهروكيميائية فائقة، تعتمد على طبقات بالغة الرقة والمرونة من بروتينات ثديية معدلة كيميائيًّا، بالتبادل مع أخرى من أكسيد الجرافين، مستخدمة تقنية النانو لتخزين الطاقة.

تقل سماكة المكثف عن سُمك الشعرة، ولا تتعدى مساحته الكلية سنتيمترًا مربعًا، وقد نشر الباحثون دراسة تشرح التقنية التي وراءه في دورية ’مواد الطاقة المتقدمة‘، يوم 9 مايو الجاري.

أحد المشاركين في الدراسة؛ الباحث المصري إسلام موسى يقول لشبكة SciDev.Net: ”كانت مشاهدة تأثير البروتينات مدهشة لما حولت الجرافين من مكون سام بمفرده إلى مادة غير سامة للخلايا الحية؛ وحسنت أداءه“.

ويضيف موسى -الأستاذ في قسم الكيمياء بجامعة كونيتيكت- أن ”أهم ما يميزها أنها تختزن الطاقة الكهربائية بكفاءة“.

كذلك فإن ماهر القاضي -الباحث المشارك في الدراسة من جامعة كاليفورنيا- يقول: ”يمكن لهذه المكثفات العمل مقترنةً بحاصد للطاقة، ليشكلا مصدرًا مستقلًّا يمكنه توفيرها إلى ما لا نهاية، أي أجهزة مزروعة مدى الحياة“.

عندما أخطرنا مراسلنا من القاهرة، حازم بدر، الذي سبق أن خضع لجراحة عام 2008 لزرع جهاز ينظم ضربات القلب، علق بقوله: ”هذا البديل يمثل خطوة مهمة جدًّا تزيح هَمَّ جراحة أخرى مرتقبة لتغيير البطارية“، وهي في حالته ستُجرى بعد عام ونصف، مشيرًا إلى أنه يخضع لفحص ”كل ثلاثة أشهر للوقوف على كفاءتها؛ من أجل تحديد الوقت اللازم لتغييرها“.

يشير موسى إلى أن الفريق صنع نموذجًا أوليًّا من المكثف، واختبر أداءها وسُمِّية مكوناتها وتأثير الشحن والتفريغ على خلايا حية للثدييات؛ ”ولم تظهر أي تأثيرات ضارة على الخلايا بعد أربعة أيام من الشحن والتفريغ“.

ويستطرد موسى: ”لم يُختبر أداء الجهاز بعد على حيوانات التجارب؛ وهي خطوة مهمة قبل القول بأن هذه التقنية هي المُثلى بالنسبة للبشر“.

من جهته، يري ستيفن صيب -مدير من معهد علوم المواد بجامعة كونيتيكت- أن أهم ما يميز هذا التصميم أنه رقيق، ومرن، ومنخفض التكلفة.

يقول صيب: ”مقارنة بالبطاريات، فإن معدلات الشحن والتفريغ أسرع في المكثفات، وهي أقل مقاومة داخلية، وبالتالي فهي أكثر استقرارًا“، مشيرًا إلى أنها تبشر بجيل جديد من الأجهزة الطبية، مثل المزروعة بالأمعاء والعظام، وأجهزة الإبصار الاصطناعي وغيرها.

لكنه يشدد على اختبار أداء المكثفات لعملها سنوات دون الحاجة إلى صيانة.

يؤكد موسى: لا تحتاج التقنية إلى أجهزة متطورة، ويمكن نقلها بسهولة إلى دول العالم النامي، لكن سيحتاج الأمر إلى بعض الإجراءات قبل اعتمادها في الخارج، مشيرًا إلى أن الفريق تقدم بطلب لنيل براءة اختراع.

هذا الموضوع أنتج عبر المكتب الإقليمي لموقع SciDev.Net بإقليم الشرق الأوسط وشمال أفريقيا