لقد نجح خط واحد من الأبحاث لتكرار تشريح الجسم في المختبر أوعية دموية محددة باستخدام صور كل مريض، تُطبع الصور ثلاثية الأبعاد بصيغة مجهرية. تتيح هذه الشرايين الصغيرة مراقبة دوران الدم وتطور الجلطات تحت المجهر في ظروف مُتحكم بها.
الطريقة التي طورها فريق في جامعة سيدني، تخلق بقايا الشريان السباتي في حوالي ساعتين باستخدام فحوصات التصوير المقطعي المحوسب، يُنتجون أجهزة "مصفوفة على رقاقة" لدراسة سلوك الصفائح الدموية والجلطات بدقة لا يمكن تحقيقها في الجسم الحي. ولتحقيق ذلك، يستخدمون الطباعة ثلاثية الأبعاد فائقة السرعة والنمذجة الدقيقة على الزجاج.
كيف تعمل الطباعة الدقيقة على الزجاج
البحث المنشور في المجلة المواد المتقدمةيعتمد على تقنية التصنيع الدقيق السريع على ركائز الزجاج التي يحافظ على التضاريس الدقيقة لجدار الشرايين، بما في ذلك المخالفات والقرح، ويعيد إنتاج ديناميكيات التدفق على نطاق مجهري.
يتم إنشاء المسوحات السريرية نماذج مخصصة والتي تُصغَّر إلى ما يقارب ٢٠٠-٣٠٠ ميكرومتر. يسمح هذا الحجم بإجراء الاختبارات تحت المجهر، بإدخال عينات الدم أو نظائرها، والتحكم في معايير الضغط والتدفق لرصد الحالات التي قد يكون تكرارها في جسم الإنسان محفوفًا بالمخاطر.
- من الصورة إلى الشريحة: إعادة الإعمار ثلاثية الأبعاد من الشريان من خلال التصوير المقطعي المحوسب للمريض.
- تصنيع: الطباعة ثلاثية الأبعاد والقولبة الدقيقة على الزجاج بدقة هندسية عالية.
- مقال: تعديلات القص والشد لمحاكاة أنماط التدفق المختلفة.
- القياس: مراقبة في الوقت الحقيقي الصفائح الدموية والجلطات تحت المجهر.
ما الذي يساهم به في دراسة السكتة الدماغية الخثارية؟
يصف المؤلفون ذلك قوى الاحتكاك ويؤثر توتر التدفق على جدار الشريان على حركة الصفائح الدموية. وفي المناطق ذات الإجهاد الميكانيكي العالي، لوحظ هذا بين زيادة إزاحة الصفائح الدموية من سبعة إلى عشرة أضعاف، وهو سلوك مرتبط بالتجمع وتكوين الخثرة.
تساعد هذه النتائج على فهم كيفية التشريح الوعائي وعوامل مثل ارتفاع ضغط الدم أو تصلب الشرايين يمكنها تحفيز تكوين جلطة دموية في مكان محدد. تفتح المنصة الباب أمام جرب مضادات التخثر أو الأدوية المضادة للصفيحات في التكرارات المحددة لكل مريض، يتم بالفعل تقليل الاعتماد على النماذج الحيوانية جزئيًا.
ويهدف الفريق أيضًا إلى التكامل مع الذكاء الاصطناعي لبناء توائم رقمية تتنبأ بمخاطر السكتة الدماغية وتُرشد العلاجات الشخصية. قد يُصبح الجمع بين المسح السريري والطباعة ثلاثية الأبعاد فائقة السرعة والمراقبة المجهرية أداة دعم القرار السريري إذا تم التحقق من صحتها في بيئات العالم الحقيقي.
من المهم أن نلاحظ أن هذا هو الحل المختبري وسوف يتطلب التحقق السريري والتوحيد القياسي قبل استخدامه في الممارسة السريرية. ستحدد عوامل مثل اختلاف المرضى، والمواد المستخدمة، وحجم التصنيع، مدى اعتماده.
التأثير المحتمل في إسبانيا وأوروبا
لأنظمة الرعاية الصحية إسبانيا وأوروبايمكن أن تساعد هذه المنصة في تحديد مخاطر مرضى تضيق الشريان السباتي واختيار العلاجات بدقة أكبر. العديد من المستشفيات تمتلك منصة كهذه بالفعل. التصوير المتقدم (CT، MRI) التي يمكن دمجها في سير العمل هذا.
ويتماشى هذا النهج مع المبادرات الأوروبية الرامية إلى أفق أوروبا والطب الشخصيوكذلك مع مشاريع التوأمة الرقمية في مجال الرعاية الصحية. كما يمكن أن يعزز التعاون بين المستشفيات ومراكز الهندسة الحيوية وشركات التكنولوجيا الطبية المتخصصة في مختبر على رقاقة.
ستتطلب إدارة البيانات السريرية ضمانات الخصوصية والامتثال لقانون حماية البيانات العامة (GDPR)وبالإضافة إلى إجراءات الموافقة المستنيرة الواضحة، فإن تحديد البروتوكولات المتوافقة وتشكيل فرق متعددة التخصصات تجمع بين الأطباء والمهندسين وخبراء الذكاء الاصطناعي سيكون أمرًا بالغ الأهمية.
وبالتوازي مع ذلك، سوف يتطلب المسار التنظيمي الأوروبي أدلة قوية وحيثما ينطبق ذلك، يجب وضع علامة CE للأجهزة أو البرامج المرتبطة بها. ويعتمد التأثير الحقيقي على إثبات الجدوى السريرية، والفعالية من حيث التكلفة، وسهولة دمجها في الممارسة اليومية.
هذه "الشرايين على الشريحة" تعتمد على الأوعية الدموية المطبوعة ثلاثية الأبعاد وتوفر هذه النتائج طريقة واعدة لدراسة سبب تشكل جلطات معينة وكيفية منعها، مع إمكانية تسريع التجارب الدوائية والتحرك نحو إدارة أكثر دقة للسكتة الدماغية في البلدان الأوروبية.
