ساعدنیوز: حصل الباحث الإیرانی أمیر علوی وزملاؤه فی جامعه بیتسبرغ على 352,000 دولار من المعهد الوطنی للصحه لتطویر زرع فقری یعمل بدون بطاریه ینقل البیانات فی الوقت الحقیقی ویتتبع التعافی بعد جراحه الدمج الفقری.
وفقًا لخدمه العلوم والتکنولوجیا فی ساعدنیوز، واستنادًا إلى Interesting Engineering، حصل أمیر علوی، إلى جانب نیتین أغاروال، أستاذ مساعد فی جامعه بیتسبرغ، والدکتور کوجو هاملتون، على منحه R21 بقیمه 352,213 دولار من المعاهد الوطنیه الأمریکیه للصحه (NIH) لتطویر أول غرسه شوکیه ذاتیه التشغیل قادره على نقل البیانات فی الوقت الفعلی من داخل الجسم.
یهدف المشروع إلى جعل التعافی بعد جراحه دمج الفقرات أکثر أمانًا من خلال تمکین الأطباء من متابعه عملیه الشفاء عن بُعد والتدخل قبل حدوث أی مضاعفات. فی جراحه دمج الفقرات، یتم ربط فقرتین باستخدام قفص معدنی وزرع عظمی، ثم تثبیتهما بمسامیر ومثبتات. عادهً ما یتطلب مراقبه التعافی فی هذه العملیه الأشعه السینیه وملاحظه أعراض المریض.
یوضح أغاروال، أحد مؤلفی الدراسه وأستاذ مساعد فی قسم جراحه الأعصاب بجامعه بیتسبرغ: «نراقب الطُعم باستخدام الأشعه السینیه والأعراض الظاهره لدى المریض. هذا یعنی أن المرضى یجب أن یحضروا شخصیًا ویتعرضوا للإشعاع».
ونظرًا لصعوبه المراقبه المستمره، کانت الرعایه بعد الجراحه نادرًا ما تکون سلسه. وبینما کانت الأجهزه المزروعه اللاسلکیه موجوده سابقًا، کانت تعتمد على البطاریات والمکونات الإلکترونیه، مما حد من عمرها الافتراضی.
هنا جاء دور خلفیه علوی الهندسیه الحاسمه. فحین کان طالب دکتوراه، طور حساسات لمراقبه البنیه التحتیه للجسور، حیث کانت هذه الحساسات تولد طاقتها الخاصه وترسل تنبیهات عند ظهور علامات إجهاد أو ضعف. أدرک أن نفس الفکره یمکن تطبیقها على الغرسات الشوکیه. ویشیر علوی، الباحث الرئیسی فی الدراسه: «لا بطاریات، لا هوائیات، لا إلکترونیات—لا قلق فی الظروف الواقعیه. من خلال دمج تصامیم المواد الفائقه مع جمع الطاقه على المستوى النانوی، أنشأنا غرسات تولد طاقتها من الشحنات الکهربائیه الناتجه عن التلامس».
استخدم فریق علوی المواد الفائقه والمرکبات الصناعیه المدمجه بطبقات موصله وغیر موصله. هذه الهیاکل تجمع الطاقه وترسل إشارات عند تطبیق الضغط.
فی عام 2023، بدأ علوی وأغاروال دمج هذه التقنیه مع الأقفاص المستخدمه فی دمج الفقرات. وأظهرت أبحاثهم أن هذه الغرسات تعزز کلًا من المراقبه واستقرار العمود الفقری أثناء التعافی.
ویشرح الباحث الإیرانی: «نصنع أقفاص دمج الفقرات التی تحاکی الخلایا البشریه وتمتلک ذکاءً فطریًا. ومع شفاء العمود الفقری، تتغیر إشارات الغرسه. یتحمل العمود الفقری المتعافی وزنًا أکبر، مما یؤدی إلى انخفاض إشارات الغرسه. مباشره بعد الجراحه، تکون الإشارات أقوى لأن ألواح الفقرات تضغط أکثر على القفص».
تُستقبل إشارات الغرسه عبر قطب کهربائی خلف المریض وتُنقل إلى حاسوب فائق الأداء، مما یسمح للأطباء بتحلیلها فی الوقت الفعلی والتدخل مبکرًا لمنع المضاعفات الخطیره.
کما استخدم متعاونو علوی الذکاء الاصطناعی التولیدی لتخصیص الأقفاص حسب کل مریض على حده.
