تعاون المهندسون والأطباء لتطوير جهاز لاسلكي لمراقبة صحة العظام وحمايتها – ScienceDaily

طور فريق من الباحثين في جامعة أريزونا جهازًا لاسلكيًا فائق النحافة ينمو على سطح العظام ويمكن أن يساعد الأطباء يومًا ما في مراقبة صحة العظام والشفاء على مدى فترات طويلة. تم وصف الأجهزة ، التي تسمى الإلكترونيات السطحية ، في ورقة نُشرت يوم الخميس في اتصالات الطبيعة.

“بصفتي جراحًا ، أنا متحمس جدًا لاستخدام القياسات التي تم جمعها باستخدام الإلكترونيات السطحية لتزويد مرضاي يومًا ما برعاية تقويم العظام الفردية – بهدف تسريع إعادة التأهيل وتعظيم الوظيفة بعد الإصابات الرضحية ،” قال كبير مؤلفي الدراسة الدكتور ديفيد. مارجوليس ، الأستاذ المساعد في جراحة العظام في كلية طب أوريزونا – توكسون وجراح العظام في Banner – University Medical Center Tucson.

تتسبب كسور الهشاشة المرتبطة بحالات مثل هشاشة العظام في قضاء المزيد من الأيام في المستشفى مقارنة بالنوبات القلبية أو سرطان الثدي أو سرطان البروستاتا. على الرغم من عدم اختبارها أو الموافقة عليها لاستخدامها في البشر ، إلا أنه يمكن استخدام أجهزة العظام اللاسلكية يومًا ما ليس فقط لمراقبة الصحة ، ولكن لتحسينها ، كما قال المؤلف المشارك الأول للدراسة ، فيليب جوتروف ، الأستاذ المساعد في الهندسة الطبية الحيوية وكريغ إم. بيرج زميل هيئة تدريس في كلية الهندسة.

قال جوتروف ، وهو أيضًا عضو في معهد BIO5 بالجامعة: “إن القدرة على مراقبة صحة الجهاز العضلي الهيكلي أمر بالغ الأهمية”. “من خلال هذه الواجهة ، يكون لديك جهاز كمبيوتر في الأساس. تتيح لنا منصة التكنولوجيا هذه إنشاء أدوات استقصائية للعلماء لاكتشاف كيفية عمل الجهاز العضلي الهيكلي واستخدام المعلومات التي تم جمعها للاستفادة من التعافي والعلاج.”

أوضح غوتروف أن العضلات قريبة جدًا من العظام وتتحرك كثيرًا ، فمن المهم أن يكون الجهاز رقيقًا بدرجة كافية لتجنب تهيج الأنسجة المحيطة أو إزاحتها.

قال أليكس بيرتون ، طالب الدكتوراه في الهندسة الطبية الحيوية والمؤلف الأول المشارك للدراسة: “الهيكل الرفيع للجهاز ، بسماكة ورقة تقريبًا ، يعني أنه يمكن أن يتوافق مع انحناء العظام ، ويشكل واجهة ضيقة”. . “هم أيضًا لا يحتاجون إلى بطارية. هذا ممكن باستخدام طريقة إرسال الطاقة والاتصال تسمى اتصال المجال القريب ، أو NFC ، والتي تُستخدم أيضًا في الهواتف الذكية للدفع بدون تلامس.”

لاصق السيراميك ينمو إلى العظام

الطبقات الخارجية للعظام تتساقط وتتجدد مثل الطبقات الخارجية من الجلد. لذلك ، إذا تم استخدام مادة لاصقة تقليدية لربط شيء ما بالعظم ، فسوف يسقط بعد بضعة أشهر فقط. لمواجهة هذا التحدي ، قام المؤلف المشارك في الدراسة وعضو معهد BIO5 John Szivek – أستاذ جراحة العظام والهندسة الطبية الحيوية – بتطوير مادة لاصقة تحتوي على جزيئات الكالسيوم ذات التركيب الذري المشابه لخلايا العظام ، والتي يتم استخدامها لتأمين السطح العظمي الالكترونيات حتى العظام.

قال جوتروف: “يعتقد العظم أساسًا أن الجهاز جزء منه ، وينمو إلى المستشعر نفسه”. “هذا يسمح لها بتكوين رابطة دائمة بالعظم وأخذ القياسات على مدى فترات طويلة من الزمن.”

على سبيل المثال ، يمكن للطبيب أن يربط الجهاز بعظم مكسور أو مكسور لمراقبة عملية الشفاء. قد يكون هذا مفيدًا بشكل خاص في المرضى الذين يعانون من حالات مثل هشاشة العظام ، لأنهم كثيرًا ما يعانون من الكسور. إن معرفة مدى سرعة ومدى شفاء العظام يمكن أن يساعد أيضًا في اتخاذ قرارات العلاج السريري ، مثل وقت إزالة الأجهزة المؤقتة مثل الألواح أو القضبان أو البراغي.

يصف بعض المرضى أدوية مصممة لتسريع التئام العظام أو تحسين كثافة العظام ، ولكن يمكن أن يكون لهذه الوصفات آثار جانبية. تسمح المراقبة الدقيقة للعظام للأطباء باتخاذ قرارات أكثر استنارة بشأن مستويات جرعات الأدوية.

مصدر القصة:

المواد المقدمة من كلية الهندسة بجامعة أريزونا. الأصل بقلم إميلي ديكمان. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى حسب النمط والطول.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *