صحتك كير صحة، علاج، وقاية
مقالات مشابهة
انت جرحت نفسك. لقد وضعت على ضمادة. وفي غضون أسبوع أو نحو ذلك، سيشفى جرحك.
معظم الناس يعتبرون هذا الروتين أمرا مفروغا منه. لكن بالنسبة لأكثر من 8.2 مليون أميركي يعانون من جروح مزمنة، فإن الأمر ليس بهذه البساطة.
إذا تركت دون علاج، يؤدي حوالي 30٪ منها إلى بتر الأطراف. وتظهر الدراسات الحديثة أن خطر الوفاة بسبب مضاعفات الجروح المزمنة في غضون 5 سنوات ينافس خطر معظم أنواع السرطان.
وقال جيفري جورتنر، رئيس قسم الجراحة وأستاذ الهندسة الطبية الحيوية في كلية الطب بجامعة أريزونا: “إن العناية بالجروح – حتى مع كل مليارات المنتجات التي يتم بيعها – لا تزال موجودة على مستوى العصور الوسطى نوعًا ما”. الدواء. “ما زلنا نستخدم الكمادات والمراهم… وعندما يتعلق الأمر بتشخيص العدوى، فهو حقًا فن. وأعتقد أنه يمكننا القيام بما هو أفضل.”
ضمادة المدرسة القديمة تلتقي بالذكاء الاصطناعي
يعد جورتنر من بين عشرات الأطباء والباحثين الذين يعيدون تصور الضمادات المتواضعة، حيث يجمعون بين علوم المواد المتطورة والذكاء الاصطناعي وبيانات المرضى لتطوير “ضمادات ذكية” تقوم بما هو أكثر بكثير من مجرد حماية الجرح.
وفي يوم ما قريبًا، ستتمكن هذه الضمادات الرقيقة المزودة بإلكترونيات مصغرة من مراقبة عملية الشفاء في الوقت الفعلي، وتنبيه المريض – أو الطبيب – عندما تسوء الأمور. ومن خلال الضغط على زر الهاتف الذكي، يمكن لهذه الضمادة توصيل الدواء لمحاربة العدوى أو نبض كهربائي لتحفيز الشفاء.
لا تحتاج بعض تصميمات “الحلقة المغلقة” إلى حث، وبدلاً من ذلك يتم مراقبة الجرح وإعطائه ما يحتاج إليه تلقائيًا.
وقال جورتنر إن نفس التقنيات يمكنها – إذا كان السعر مناسبًا – تسريع عملية الشفاء وتقليل الندبات في الجروح والخدوش الطفيفة أيضًا.
وعلى عكس العديد من الابتكارات الطبية المتطورة، يمكن تصنيع هذه الضمادات من الجيل التالي بتكلفة زهيدة نسبيًا، وتستفيد منها بعض الفئات السكانية الأكثر ضعفًا، بما في ذلك كبار السن، والأشخاص ذوي الدخل المنخفض، وهؤلاء الذين يعيشون في البلدان النامية.
ويمكنها أيضًا توفير أموال نظام الرعاية الصحية، حيث تنفق الولايات المتحدة أكثر من 28 مليار دولار سنويًا على علاج الجروح المزمنة.
وقال جورتنر، رئيس مجلس إدارة جمعية شفاء الجروح المنتهية ولايته: “هذه حالة يجدها العديد من المرضى مخزية ومحرجة، لذلك لم يكن هناك الكثير من الدعم”. “إنها مشكلة تم تجاهلها نسبيًا وتؤثر على السكان المحرومين ولها تكلفة باهظة. إنها عاصفة كاملة.”
كيف تلتئم الجروح أم لا
يعد التئام الجروح من أكثر العمليات تعقيدًا عند الإنسان.
تندفع الصفائح الدموية الأولى إلى مكان الإصابة، مما يؤدي إلى تجلط الدم. ثم تفرز الخلايا المناعية مركبات تسمى السيتوكينات الالتهابية، مما يساعد على محاربة مسببات الأمراض والحفاظ على العدوى. تعمل المركبات الأخرى، بما في ذلك أكسيد النيتريك، على تحفيز نمو أوعية دموية جديدة والكولاجين لإعادة بناء الجلد والأنسجة الضامة. ومع تباطؤ الالتهاب وتوقفه، يستمر الجسد في الإصلاح.
لكن بعض الحالات يمكن أن توقف العملية، وغالبًا ما تكون في المرحلة الالتهابية.
قالت روزلين ريفكا إيسيروف، دكتوراه في الطب، أستاذة الأمراض الجلدية في جامعة كاليفورنيا ديفيس ورئيسة عيادة التئام الجروح في نظام الرعاية الصحية في فيرجينيا شمال كاليفورنيا: “ينتهي الأمر بالمرضى الذين يعانون من جروح مفتوحة متقيحة وملتهبة لعدة أشهر”. “المرضى منزعجون من الرائحة. هذه القرحات المفتوحة تعرض المريض لخطر الإصابة بالعدوى الجهازية، مثل الإنتان.” يمكن أن يؤثر ذلك على الصحة العقلية، مما يستنزف قدرة المريض على رعاية جرحه.
وقال إيسيروف: “إننا نراهم مرة واحدة في الأسبوع ونرسلهم إلى منازلهم ونطلب منهم تغيير ملابسهم كل يوم، فيقولون: بالكاد أستطيع التحرك. لا أستطيع القيام بذلك”.
التحقق من العدوى يعني إزالة الضمادات وزراعة الجرح. قد يكون ذلك مؤلمًا، وتستغرق النتائج وقتًا.
وقال جورتنر: “في بعض الأحيان، يعودون ويكون الأمر بمثابة كارثة ويجب إدخالهم إلى غرفة الطوارئ أو حتى بتر أطرافهم”.
والأشخاص الذين يعانون من انعدام الأمن في السكن أو يفتقرون إلى الرعاية الصحية هم أكثر عرضة للمضاعفات.
“إذا كانت لديك القدرة على القول بأن هناك شيئًا سيئًا يحدث، فيمكنك فعل الكثير لمنع هذا التسلسل والدوامة الهبوطية.”
الضمادات 2.0
في عام 2019، أطلقت وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) – الذراع البحثي لوزارة الدفاع – برنامج الإلكترونيات الحيوية لتجديد الأنسجة (BETR) لتشجيع العلماء على تطوير ضمادة “حلقة مغلقة” قادرة على المراقبة والتسريع. شفاء.
وقد أدى التمويل بعشرات الملايين إلى إطلاق طوفان من الابتكار منذ ذلك الحين.
قال ماركو رولاندي، دكتوراه، أستاذ مشارك في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في جامعة كاليفورنيا سانتا كروز والباحث الرئيسي لفريق يضم مهندسين وأطباء وعلماء كمبيوتر من جامعة كاليفورنيا في سانتا: “إنه نوع من السباق حتى النهاية”. كروز، جامعة كاليفورنيا في ديفيس، وتافتس. “لقد اندهشت وأعجبت بكل العمل الذي صدر.”
هدف فريقه هو تقليل وقت الشفاء إلى النصف باستخدام (أ) المراقبة في الوقت الفعلي لكيفية شفاء الجرح – باستخدام مؤشرات مثل درجة الحرارة، ومستوى الأس الهيدروجيني، والأكسجين، والرطوبة، والجلوكوز، والنشاط الكهربائي، وبروتينات معينة، و (ب) ) التحفيز المناسب.
وقال إيسيروف، قائد الفريق الطبي: “كل جرح مختلف، لذلك لا يوجد حل واحد”. “الفكرة هي أنه سيكون قادرًا على استشعار عوامل مختلفة فريدة للجرح، واستخدام الذكاء الاصطناعي لمعرفة المرحلة التي وصل إليها، وتوفير الحافز المناسب لإخراجه من تلك المرحلة المتوقفة.”
قام الفريق بتطوير نموذج أولي لإثبات المفهوم: ضمادة مدمجة بكاميرا صغيرة تلتقط الصور وتنقلها إلى خوارزمية كمبيوتر لتقييم تقدم الجرح. تقوم المحركات أو المحركات المصغرة التي تعمل بالبطارية بتوصيل الدواء تلقائيًا.
وقال رولاندي إن تجارب المرحلة الأولى على القوارض سارت بشكل جيد. ويقوم الفريق الآن باختبار الضمادة على الخنازير.
وفي جميع أنحاء العالم، هناك تطورات واعدة أخرى جارية.
في بحث علمي نُشر في شهر مايو، وصف باحثون في جامعة جلاسكو باسكتلندا ضمادة جديدة “منخفضة التكلفة وصديقة للبيئة” مدمجة مع صمامات ثنائية باعثة للضوء (LEDs) تستخدم الضوء فوق البنفسجي لقتل البكتيريا، ولا حاجة للمضادات الحيوية. تمت خياطة القماش بملف رفيع ومرن يعمل على تشغيل الأضواء بدون بطارية باستخدام نقل الطاقة اللاسلكي. وفي الدراسات المخبرية، قضى على البكتيريا سالبة الجرام (بعض من أكثر الحشرات خطورة) في 6 ساعات.
أيضا في شهر مايو، في المجلة المواد النشطة بيولوجيا، قام فريق من ولاية بنسلفانيا بتفصيل ضمادة تحتوي على إبر دقيقة للحقن يمكن أن توقف النزيف مباشرة بعد الإصابة. وفي الاختبارات المعملية وعلى الحيوانات، خفض وقت التخثر من 11.5 دقيقة إلى 1.3 دقيقة والنزيف بنسبة 90%.
وقال مؤلف الدراسة أمير شيخي، دكتوراه، أستاذ مساعد في الهندسة الكيميائية والطبية الحيوية في ولاية بنسلفانيا: “في حالة الإصابات النزفية، غالبا ما يكون فقدان الدم – وليس الإصابة نفسها – هو الذي يسبب الوفاة”. “تلك الدقائق العشر يمكن أن تكون الفرق بين الحياة والموت.”
ضمادة ذكية أخرى، تم تطويرها في جامعة نورث وسترن، تذوب – الأقطاب الكهربائية وكل شيء – في الجسم دون ضرر بعد أن لم تعد هناك حاجة إليها، مما يزيل ما يمكن أن يكون إزالة مؤلمة.
Guillermo Ameer، DSC، مؤلف دراسة يقدم تقريرًا عن التكنولوجيا في تقدم العلومويأمل أن يتم تصنيعه بتكلفة زهيدة واستخدامه في البلدان النامية.
وقال أمير، أستاذ الهندسة الطبية الحيوية في جامعة نورثويسترن: “نود أن نصنع شيئاً يمكنك استخدامه في منزلك، حتى في قرية نائية جداً”.
الجدول الزمني للاستخدام السريري
يقول العلماء إن هذه هي الأيام الأولى للضمادة الذكية. أجريت معظم الدراسات على القوارض، وهناك حاجة إلى مزيد من العمل لتطوير ضمادات على المستوى البشري، وخفض التكلفة، وحل مشكلة تخزين البيانات على المدى الطويل، وضمان التصاق المواد جيدًا دون تهيج الجلد.
لكن جورتنر يأمل في إمكانية استخدام بعض التكرار في الممارسة السريرية في غضون بضع سنوات.
يقوم جورتنر وزملاؤه بتطوير ضمادة ذكية تحتوي على وحدة تحكم دقيقة (MCU) وأجهزة استشعار حيوية مثبتة على بوليمر مطاطي يشبه الجلد يبلغ سمكه حوالي طبقة واحدة من طلاء اللاتكس.
وفي شهر مايو، نشر هو وزملاؤه في جامعة ستانفورد بحثًا في مجلة التكنولوجيا الحيوية الطبيعية واصفين ضمادتهم الذكية. وهو يشتمل على وحدة تحكم دقيقة، وهوائي راديو، وأجهزة استشعار حيوية، ومحفز كهربائي، جميعها مثبتة على بوليمر مطاطي يشبه الجلد (أو هيدروجيل) يبلغ سمكه حوالي طبقة واحدة من طلاء اللاتكس.
تستشعر الضمادة التغيرات في درجة الحرارة والتوصيل الكهربائي أثناء شفاء الجرح. ويعطي تحفيزاً كهربائياً لتسريع عملية الشفاء.
تم شفاء الحيوانات المعالجة بالضمادات بشكل أسرع بنسبة 25%، مع ندبات أقل بنسبة 50%.
وقال جورتنر إن التيارات الكهربائية تستخدم بالفعل لشفاء الجروح في الممارسة السريرية. ولأن التحفيز تمت الموافقة عليه بالفعل ولأن تكلفة صنع الضمادة قد تكون منخفضة (تتراوح بين 10 دولارات إلى 50 دولارا)، فهو يعتقد أنه من الممكن إدخالها خلال عمليات الموافقة بسرعة نسبيا.
وقال: “هل هذا هو التجسيد النهائي لجميع الأجراس والصفارات الممكنة في الضمادة الذكية؟ لا، ليس بعد”. “لكننا نعتقد أنه سيساعد الناس. وفي الوقت الحالي، هذا جيد بما فيه الكفاية.”
لمزيد من الأخبار، تابع ميدسكيب على الفيسبوك، تويتروالانستغرام واليوتيوب.
