روبوتات صغيرة بديلًا عن جراحة القلب المفتوح

طُوّرت روبوتات صغيرة يمكنها أن تختصر علاج عدوى القلب الذي يستمر أسابيع إلى يوم واحد.

علاج عدوى القلب ليس بالمهمة السهلة. يتلقى المرضى عادة المضادات الحيوية لمدة أسابيع عن طريق الحقن في الوريد، وإذا لم تكن هذه الطريقة فعالة، يتم اقتراح جراحة القلب المفتوح كخيار عالي المخاطر. والآن، ربما وجد مهندسو جامعة جونز هوبكنز طريقة أفضل لعلاج هذا المرض.

وفقًا لموقع DigitalTrends، قامت هذه المجموعة بإنشاء روبوتات مغناطيسية صغيرة تسمى "millibots" يبلغ عرضها تقريبًا حجم رأس القلم الرصاص وطول حبة الأرز. تم تصميم هذه الروبوتات لتوصيل الدواء مباشرة إلى أنسجة القلب المصابة.

ما هي مشكلة الطرق الحالية لعلاج التهابات القلب؟

التهاب الشغاف، أو الالتهاب المعدي للطبقة الداخلية للقلب، هو مرض يصيب حوالي 50 ألف شخص في الولايات المتحدة كل عام.

الطريقة المعتادة لعلاج هذا المرض هي وصف المضادات الحيوية عن طريق الحقن في الوريد لعدة أسابيع؛ لكن يتم تخفيف الأدوية في طريقها إلى القلب، وفي كثير من الحالات لا يمكنها القضاء على العدوى بشكل فعال.

في مثل هذه الحالات، يتعين على الأطباء زيادة جرعة الدواء، مما يزيد من خطر الآثار الجانبية السامة، أو اللجوء إلى جراحة القلب المفتوح المحفوفة بالمخاطر.

كيف تعمل هذه الروبوتات الصغيرة؟

تعمل هذه الروبوتات في مجموعات وبالتعاون مع بعضها البعض. يتصل الروبوت الأول، الذي يسمى "وحدة الإبرة"، بأنسجة القلب القريبة من موقع الإصابة ويظل في مكانه لتوفير موقع الارتباط للروبوت الثاني.

أما الروبوت الثاني، المسمى "الوحدة الصيدلانية"، فيحمل المضاد الحيوي. يتم توصيل هذا الروبوت بوحدة الإبرة باستخدام القوة المغناطيسية ويطلق الدواء تدريجيًا في موقع الإصابة.

ونظرًا لبقاء وحدة الإبرة في مكانها، يمكن للأطباء استبدال وحدة الدواء بوحدة جديدة لإعطاء الجرعات اللاحقة.

لا يمتلك أي من هذين الروبوتين بطاريات أو محركات. وبدلاً من ذلك، فإن سلسلة من الملفات الكهرومغناطيسية الموضوعة خارج الجسم ستتحكم عن بعد في الروبوتات عن طريق توليد مجالات مغناطيسية. تشبه هذه المجالات المجالات المغناطيسية المستخدمة في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI).

يقول المؤلف الرئيسي لهذا البحث: يمكن إدخال روبوت صغير في الجسم بمجرد ثقب صغير تحدثه الإبرة، ويمكن أن تتم هذه العملية دون التسبب في عدوى أو نزيف.

من نموذج القلب البشري إلى أنسجة قلب الخنزير

وحتى الآن، تمكن الباحثون من توجيه هذه الروبوتات في نماذج للقلب تحاكي بنية القلب البشري؛ حتى عندما كان تدفق الدم المحاكي ضد حركتهم. كما تم اختبار هذه التقنية على أنسجة قلب الخنازير.

إذا سارت الأمور وفقًا للخطة، فقد تستغرق هذه العملية حوالي 10 دقائق. إذا كانت هناك حاجة إلى مرحلتين من تناول الدواء، فيمكن أن تصل هذه المرة إلى حوالي ساعة.

ويأمل الباحثون أن تتمكن هذه الطريقة من تقليل فترة العلاج من أربعة إلى ستة أسابيع إلى يوم واحد أو حتى أقل.

والخطوة التالية لفريق البحث هي اختبار الروبوتات على نماذج القلب التي تنبض وتنقبض مثل القلب الحقيقي. يمكن أن تساعد هذه الخطوة في التحقق من أداء الروبوتات في ظروف أقرب إلى حالة الجسم الحقيقي.

ولا تقتصر التطبيقات الممكنة لهذه التقنية على علاج التهابات القلب؛ ويقول الباحثون إنه في المستقبل، يمكن استخدام نفس التكنولوجيا لتوصيل الأدوية المضادة للسرطان مباشرة إلى الموقع المطلوب.