الباحثون من جامعة بيتسبرغ (الولايات المتحدة الأمريكية) طورت أول زرعة عمود فقري ذاتية الطاقة في العالم، قادرة على نقل بيانات الشفاء مباشرة من الجسم في الوقت الفعلي. يتم نشر النتائج في المواد اليوم.

لماذا تعتبر عملية الزرع مهمة جدًا؟

“هدفنا هو جعل عملية التعافي بعد جراحة دمج الفقرات أكثر قابلية للتنبؤ بها وأكثر أمانًا، مما يسمح للأطباء بمراقبة حالة العمود الفقري عن بعد”، يوضح أغاروال، الأستاذ المساعد في جراحة الأعصاب.

في كل عام، يخضع حوالي مليون أمريكي لدمج العمود الفقري، وهي عملية جراحية لدمج الفقرات معًا. تقليديا، يستخدم الأطباء الإطارات المعدنية، والطعوم العظمية والمسامير، ويتم تقييم تقدم الشفاء من خلال الأشعة السينية وشكاوى المرضى.

يقول أغاروال: “هذا يعني أنه يجب على الشخص أن يأتي إلى موعد ويتعرض للإشعاع، والمراقبة المستمرة يكاد يكون من المستحيل”.

يتم تشغيل الغرسات اللاسلكية الحالية بواسطة البطاريات والإلكترونيات، لكن عمرها الافتراضي محدود. لقد رأى علوي حلاً في تجربته مع أجهزة استشعار الجسور التي تجمع الطاقة بشكل مستقل وترسل الأحمال.

“لماذا لا نطبق نفس المفهوم على العمود الفقري؟” – هو الأسباب.

ما هو المميز في الجهاز؟

تتكون الغرسة من مواد مركبة ذات طبقات موصلة وغير موصلة بالتناوب. تجمع هذه الطبقات الطاقة من الإجهاد الميكانيكي – من الضغط وحركات العمود الفقري – وتنقل الإشارات.

ويؤكد علوي: “لا توجد بطاريات أو هوائيات أو إلكترونيات داخل الجسم”.

وقد تم دمج هذه التكنولوجيا في ما يسمى بأقفاص دمج العمود الفقري. فهي لا تعمل على تثبيت الفقرات فحسب، بل تراقب أيضًا عملية الدمج.

يوضح علوي: “تعمل الخلايا كما لو كانت حية تقريبًا: فعندما تتعافى، تتغير الإشارة الصادرة من الزرعة. وإذا تحمل العظم عبئًا كبيرًا، تنخفض الإشارة؛ وبعد الجراحة مباشرة، يرتفع الضغط”.

تتم قراءة إشارات الزرعة بواسطة قطب كهربائي على ظهر المريض ويتم نقلها إلى السحابة، حيث يمكن للأطباء تتبع التقدم. يساعد الذكاء الاصطناعي التوليدي على تحديد حجم القفص وشكله بشكل فردي لمريض معين: أولاً، يتم فحص العمود الفقري، ثم تتم طباعة القفص المناسب بشكل مثالي.

ويشير علوي إلى أن “هذا التخصيص مهم لأن كل عمود فقري فريد من نوعه. وتوفر الأقفاص المصنوعة من المواد الخارقة تعافيًا آمنًا وتكيفيًا ولا تتطلب طاقة خارجية”.

وفي المرحلة الحالية، قام الفريق باختبار الجهاز في ظروف مخبرية وأكد فعالية المفهوم. والخطوة التالية، التي تمولها المعاهد الوطنية للصحة، هي إجراء الاختبارات على الحيوانات الحية.

واختتم أغاروال حديثه قائلاً: “إذا نجح الأمر، فسوف ننتقل إلى التجارب البشرية. إن الجمع بين خبرات الأطباء والمهندسين يساعد على تحويل الأبحاث بسرعة إلى علاجات حقيقية. نحن نجعل العمليات أكثر أمانًا، ونسرع من تعافي المرضى، ونهيئ الظروف للرعاية الصحية الحديثة والمتقدمة تقنيًا”.