ولأول مرة، قام خبراء في جامعة نبراسكا في قسم الهندسة الطبية الحيوية بالتعاون مع جامعة الطب وطب الأسنان، بتصميم “ضمادة ذكية” يتم التحكم فيها لاسلكيا، أو عن طريق هاتف ذكي مناظر عبر منصة يمكنها تقديم أدوية مختلفة للجرح بدقة بالغة عن طريق الجرعات المستقلة. 

فقد قام البروفسور علي تامايول، الأستاذ والباحث من جامعة نبراسكا لينكولن، بالتعاون مع خبراء من كلية الطب بجامعة هارفارد، بتطوير هذه الضمادة المجهزة بأبر صغيرة يمكن التحكم فيها لاسلكيا بما يسمح ببرمجة الأدوية من قبل مقدمي الرعاية دون الحاجة الى

زيارة المريض. 

 

خطوة مهمة 

يقول تامايول: “هذه خطوة مهمة في هندسة الضمادات المتقدمة التي يمكن أن تسهل التئام الجروح التي يصعب علاجها. اذ لا يلزم تغيير الضمادة باستمرار.» وبالنظر الى مجموعة العمليات اللازمة لشفاء الجروح، هناك حاجة الى أدوية مختلفة في مراحل متباينة من تجديد الأنسجة، فالضمادة الذكية هي عبارة عن جهاز يمكن ارتداؤه، ويمكنه توصيل الأدوية بأقل قدر من

التدخل الجراحي. 

وعبر استخدام النظام الأساسي، يمكن لمزود الخدمة التحكم لاسلكيا في اطلاق العديد من الأدوية، التي يتم تسليمها من خلال الأبر المصغرة، هذه الأبر قادرة على اختراق طبقات أعمق من طبقة الجرح بأقل قدر من الألم والالتهاب، وقد أثبتت هذه الطريقة أنها أكثر فعالية لاغلاق الجرح ونمو الشعر مقارنة بالاعطاء الموضعي للأدوية، وهي أيضا أقل تدخلا. 

أجري البحث لأول مرة على الخلايا وبعد ذلك على الفئران المصابة بداء السكري مع اصابة الجلد بكثافة كاملة، وباستخدام هذه التكنولوجيا، أظهرت الفئران علامات الشفاء التام وعدم تكوين الندبة، مما يدل على قدرة الضمادات على تحسين معدل وجودة التئام الجروح بشكل كبير في الحيوانات المصابة بداء السكري. 

ويمكن لهذه النتائج أن تحل محل أنظمة العناية بالجروح الموجودة وتقليل مرض الجروح المزمنة بشكل كبير- الأمر الذي سيغير طريقة معالجة الجروح المصابة بداء السكري. 

تم تصميم الضمادات المزودة بمستشعرات درجة الحموضة ودرجة الحرارة المدمجة واطلاق الدواء المحفز الكترونيا لتحسين الشفاء، وطور الفريق البحثي ضمادة نموذجية مصممة لرصد حالة الجروح المزمنة بشكل فعال وتقديم العلاجات الدوائية المناسبة لتحسين فرص الشفاء، في حين أن الضمادات التي تم اختبارها لا يزال يتعين تقييمها في سياق سريري، يهدف البحث الى تحويل الضمادة من العلاج السلبي التقليدي الى نموذج أكثر نشاطً لمواجهة التحدي الطبي المستمر والصعب. 

فالجروح الجلدية المزمنة الناتجة عن الحروق والسكري والحالات الطبية الأخرى يمكن أن تطغى على القدرات التجديدية للجلد وتؤدي غالبا الى استمرار العدوى وبتر الأطراف، مع فكرة تقديم مساعدة لعملية الشفاء الطبيعية. 

صمم الباحثون الضمادات بعناصر التسخين وناقلات الأدوية سريعة الاستجابة التي يمكن أن تقدم علاجات مصممة خصيصا، استجابة لمستوى درجة الحموضة المدمج وأجهزة استشعار درجة الحرارة التي تتبع العدوى والالتهاب، وتعد الجروح المزمنة غير الشافية مشكلة طبية كبيرة، اذ يحتاج ما يقرب من 15 بالمئة من المستفيدين من الرعاية الطبية الى علاج نوع واحد على الأقل من الجروح أو العدوى المزمنة بتكلفة سنوية تقدر بنحو 28 مليار دولار، ويمكن أن توفر الضمادات الذكية مراقبة في الوقت الحقيقي وتوصيل العلاج بتدخل محدود من المريض أو مقدمي الرعاية. 

نهج جديد 

يقول الدكتور سمير سونكو، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات في كلية الهندسة بجامعة تافتس: “لقد تمكنا من اتخاذ نهج جديد للضمادات بسبب ظهور الالكترونيات المرنة، في الواقع جعلت الالكترونيات المرنة العديد من الأجهزة الطبية القابلة للارتداء ممكنة، لكن الضمادات لم تتغير كثيرا منذ بدايات الطب، نحن ببساطة نطبق التكنولوجيا الحديثة على فن قديم على أمل تحسين النتائج لمشكلة

مستعصية.» 

فالرقم الهيدروجيني للجرح المزمن هو أحد المعايير الرئيسة لرصد تقدمه، تقع جروح الشفاء العادية في نطاق درجة الحموضة 5.5 الى 6.5،  في حين أن الجروح المصابة غير الشافية، يمكن أن يكون الرقم الهيدروجيني أعلى بكثير من 6.5، وتعد درجة الحرارة أيضا علامة مهمة، حيث توفر معلومات عن مستوى الالتهاب في الجرح وحوله، في حين أن الضمادات الذكية في هذه الدراسة، تجمع بين درجة الحموضة ومستشعرات الالتهاب، وقام فريق المهندسين أيضا بتطوير أجهزة استشعار درجة حرارة مرنة للأوكسجين- وهي علامة أخرى للشفاء- والتي يمكن دمجها في الضمادة، يمكن تتبع الالتهاب ليس فقط عن طريق الحرارة، ولكن أيضا عن طريق المؤشرات

الحيوية المحددة. 

يقول سونكو: “الضمادة الذكية التي ابتكرناها باستخدام أجهزة استشعار درجة الحموضة ودرجة الحرارة وتوصيل المضادات الحيوية، هي بالفعل نموذج أولي لمجموعة واسعة من الاحتمالات، ويمكن للمرء أن يتصور تضمين مكونات الاستشعار الأخرى والأدوية وعوامل النمو، التي تعالج حالات مختلفة استجابة لعلامات علاجية مختلفة.»

عن ساينس ديلي