أين وصل الطب في علاج جروح مرضى السكري؟

بحثت دراسة صينية جديدة في التطورات المُحرزة في مجال علاج الجروح، مُركزة تحديدا على الضمادات الحساسة للبيئة المُحيطة بجروح مرضى السكري.
تمثل الجروح المرتبطة بمرض السكري، مثل قرح القدم السكرية، واحدة من المضاعفات الشائعة المرتبطة بمرض السكري. وقرحة القدم السكرية هي قرحة أو جرح مفتوح، وهي تصيب حوالي 15% من مرضى السكري، وعادة ما تظهر في أسفل القدم.
ويُدخل 6% من المصابين بقرحة القدم إلى المستشفى بسبب عدوى أو مضاعفات أخرى مرتبطة بالقرحة وفقا للجمعية الطبية الأميركية لطب الأقدام. ويحتاج ما يقارب 14-24% من مرضى السكري الذين يُصابون بقرحة في القدم إلى البتر.
وأجرى الدراسة باحثون من مستشفى الشعب، كلية الطب في هانغتشو والمختبر الرئيسي لتركيب المواد العضوية الحيوية في مقاطعة تشجيانغ، كلية التكنولوجيا الحيوية والهندسة الحيوية، جامعة تشجيانغ للتكنولوجيا في الصين، ونُشرت في مجلة الهندسة في 13 مايو/أيار الماضي، وكتب عنها موقع يوريك أليرت.
وكشف الباحثون أنه وعلى مدار الـ30 عاما الماضية تم نشر أكثر من 3 آلاف براءة اختراع و300 مخطوطة علمية حول الضمادات النشطة بيولوجيا لعلاج جروح مرض السكري. وصممت هذه الضمادات للتفاعل مع بيئة جروح مرضى السكري وتعديلها. وقد أدت هذه الابتكارات إلى طرح نموذج يُعرف بـ"الاستجابة للبيئة الدقيقة مع التنظيم عند الحاجة"، ويهدف إلى تقديم علاج دقيق يتجاوب مع التغيرات الديناميكية داخل جروح مرضى السكري.
كيف تلتئم الجروح؟
تختلف عملية التئام جروح مرضى السكري عن عملية التئام الجروح العادية وتعتبر عملية معقدة. تمر الجروح بعدة مراحل قبل أن تلتئم، وهذه المراحل هي: مرحلة توقف النزف حيث تضيق الأوعية الدموية وتتجمع الصفائح الدموية لإيقاف النزيف، وغالبا ما يُعاني مرضى السكري من تراكم غير طبيعي للصفائح الدموية وتكوين شبكة الفيبرين (المكون الهيكلي الرئيسي لجلطة الدم والتي تثبت سدادة الصفائح الدموية التي تتشكل عند إصابة الأوعية الدموية).
وتمر الجروح في رحلة الشفاء بمرحلة ثانية هي المرحلة الالتهابية وفيها يحدث تدفقٌ لمجموعة متنوعة من الخلايا الالتهابية، وتطول لدى مرضى السكري المرحلة الالتهابية بسبب ضعف وظيفة الخلايا المناعية، واختلال توازن الوسائط الالتهابية (جزيئات صغيرة وبروتينات مهمة لتضخيم وإنهاء أنواع مختلفة من الاستجابات الالتهابية)، وعوامل أخرى مثل الإفراط في إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (reactive oxygen species) التي تسبب الإجهاد التأكسدي. ويصعب علاج العدوى المستمرة التي يعاني منها المريض.
ويلي المرحلة الالتهابية مرحلة التكاثر وتتكون في هذه المرحلة أوعية دموية جديدة، ويعاني مرضى السكري في هذه المرحلة من ضعف الوظيفة الطبيعية لبعض الخلايا مثل الخلايا الكيراتينية والأرومات الليفية. ويُضعف نقص الأكسجين وظائف الخلايا وتكوين الأوعية الدموية.
أما المرحلة الأخير فهي مرحلة إعادة البناء وهي المرحلة التي يصل فيها الجرح إلى أقصى قدر من القوة، وفي هذه المرحلة تفرز الخلايا الليفية العضلية الكولاجين (نوع من البروتينات المنتشرة بكثرة في الجسم) من النوع الثالث ثم الكولاجين من النوع الأول، وبعد ذلك يؤدي إعادة تنظيم الكولاجين إلى زيادة قوة الألياف في الجرح.
وعلى الرغم من أن ترسب الكولاجين أمر بالغ الأهمية لالتئام الجروح، إلا أن ترسب الكولاجين غير المنظم يمكن أن يؤدي أيضا إلى مضاعفات. وتكون جودة ترسب الكولاجين لدى مرضى السكري رديئة، مما يجعل الجرح عرضة للانتكاس.
وتتميز البيئة الدقيقة للجروح العميقة بارتفاع مستويات الغلوكوز (سكر الدم)، ويعزز ارتفاع الجلوكوز تراكم نواتج "النهايات الجليكية" (glycation end-products)، والتي لا تُطيل الاستجابة الالتهابية فحسب، بل تؤثر أيضا على هجرة وتكاثر خلايا الشفاء الرئيسية.
ونواتج النهايات الجليكية هي بروتينات أو دهون تتجلط بعد التعرض للسكريات. وتنتشر هذه المنتجات في الأوعية الدموية لمرضى السكري، وتساهم في تطور تصلب الشرايين. ويؤثر وجود هذه المنتجات وتراكمها في أنواع مختلفة من الخلايا على البنية والوظيفة داخل وخارج الخلايا. كما تساهم هذه المنتجات في مجموعة متنوعة من المضاعفات. وتُعيق العوامل المُضطربة -بما في ذلك التراكم المُفرط لنواتج النهايات الجليكية وأنواع الأكسجين التفاعلية- عملية التئام الجروح الطبيعية.
الضمادات النشطة بيولوجيا
ولمواجهة هذه التحديات، طوّر الباحثون ضمادات حيوية حساسة للبيئة الدقيقة مع تنظيم عند الطلب. ويُمكن تصنيف هذه الضمادات ضمن ضمادات تستخدم إستراتيجيات تنظيم سلبية وأخرى نشطة عند الطلب.
وتشمل إستراتيجية التنظيم السلبية تنظيم حساس للغلوكوز (سكر الدم)، وتنظيم حساس لدرجة الحموضة (تعديل إطلاق الدواء بناء على تغيرات درجة الحموضة)، وتنظيم مضاد للأكسدة، ومضاد للالتهابات، ومضاد للعدوى (إزالة أنواع الأكسجين التفاعلية، وتثبيط البكتيريا، وتقليل الالتهاب)، وتنظيم حساس للعوامل المضطربة مثل استهداف نواتج النهايات الجليكية، والتنظيم الحساس لدرجة الحرارة والرطوبة (الاستجابة لتغيرات درجة الحرارة والرطوبة).
وتشمل إستراتيجيات التنظيم النشطة عند الطلب تنظيم حساس للموجات فوق الصوتية (تحفيز إطلاق الدواء باستخدام الموجات فوق الصوتية)، وتنظيم حساس للمغناطيسية (باستخدام المجالات المغناطيسية للعلاج)، وتنظيم حساس للضوء (باستخدام تقنيات التحفيز الضوئي والحرارة الضوئية).
ومع ذلك، لا يزال التطبيق الطبي للضمادات النشطة بيولوجيا يواجه تحديات. ويجب تحليل السلامة البيولوجية للمواد المبتكرة بدقة، ويجب أن تتوافق مع المعايير التنظيمية. وقد تتطلب الضمادات المختلفة مسارات موافقة مختلفة من إدارة الغذاء والدواء الأميركية، وذلك تبعا لخصائصها.
وينبغي أن تركز الأبحاث المستقبلية على آليات الاستجابة الذكية، وبناء أنظمة التوصيل، والتوافق الحيوي، وتحسين الخصائص الميكانيكية، ودمج المستشعرات، والتصميم متعدد الوظائف، وذلك لتحسين فعالية هذه الضمادات في علاج جروح مرضى السكري.
المصدر : يوريك ألرت
نقلا عن الجزيرة نت

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

الصحراء

منذ 2 أيام

• الصحراء

الخلايا النجمية قد تفسر سعة التخزين الهائلة للدماغ البشري

طرح باحثون فرضية جديدة بشأن كيفية مساهمة الخلايا النجمية -وهي فئة من خلايا الدماغ- في تخزين الذاكرة. ومن شأن هذه الفرضية التي يقترحها الباحثون أن تسهم في تفسير سعة التخزين الهائلة للدماغ، التي تعد أكبر بكثير مما يتوقع من الخلايا العصبية وحدها. وأجرى الدراسة باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة، ونشرت نتائجها في مجلة "وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم" (Proceedings of the National Academy of Sciences) يوم 23 مايو/أيار الماضي، وكتب عنها موقع يوريك أليرت. يقول جان جاك سلوتين، أستاذ الهندسة الميكانيكية وعلوم الدماغ والإدراك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وأحد مؤلفي الدراسة، إنه -في البداية- كان يعتقد أن الخلايا النجمية تقوم فقط بتنظيف محيط الخلايا العصبية، لكن لا يوجد سبب محدد يمنع تطور وظائفها؛ فبما أن كل خلية نجمية يمكنها التواصل مع مئات الآلاف من نقاط الاشتباك العصبي، فقد يكون من المنطقي أن تستخدم أيضا في وظائف حسابية. وتعرف "نقاط الاشتباك العصبي" على أنها النقاط التي تتفاعل فيها خليتان عصبيتان مع بعضهما بعضا، وهي مواقع لنقل الإشارات من الخلية العصبية قبل المشبك إلى الخلية العصبية بعد المشبك. يحتوي الدماغ البشري على نحو 86 مليار خلية عصبية. وتطلق هذه الخلايا إشارات كهربائية تساعد الدماغ على تخزين الذكريات وإرسال المعلومات والأوامر في جميع أنحاء الدماغ والجهاز العصبي. يحتوي الدماغ أيضا على مليارات الخلايا النجمية، وهي خلايا على شكل نجمة ذات امتدادات طويلة تمكّنها من التفاعل مع ملايين الخلايا العصبية. ورغم الاعتقاد السائد منذ فترة طويلة أنها خلايا داعمة في المقام الأول، فإن دراسات حديثة أشارت إلى أن الخلايا النجمية قد تلعب دورا في تخزين الذاكرة والوظائف الإدراكية الأخرى. سعة الذاكرة تؤدي الخلايا النجمية مجموعة متنوعة من وظائف الدعم في الدماغ، فهي تنظف مخلفات الخلايا، وتوفر العناصر الغذائية للخلايا العصبية، وتساعد على ضمان إمداد الدم الكافي. ترسل الخلايا النجمية أيضا عديدا من المجسات الرفيعة، المعروفة باسم "الزوائد"، التي يمكن أن يلتف كل منها حول مشبك عصبي واحد لتكوين مشبك ثلاثي الأجزاء. خلال العامين الماضيين، أظهر علماء الأعصاب أنه في حال تعطل الروابط بين الخلايا النجمية والخلايا العصبية في الحصين (جزء من الدماغ يؤدي دورا أساسيا في الذاكرة وتكوينها) فإن تخزين الذاكرة واسترجاعها يتأثران. وعلى عكس الخلايا العصبية، لا تستطيع الخلايا النجمية إطلاق "جهود الفعل" (action potentials)، وهي النبضات الكهربائية التي تحمل المعلومات في جميع أنحاء الدماغ، ولكن يمكنها استخدام إشارات الكالسيوم للتواصل مع الخلايا النجمية الأخرى. على مدار العقود القليلة الماضية، ومع تحسن دقة تصوير الكالسيوم، وجد الباحثون أن إشارات الكالسيوم تسمح أيضا للخلايا النجمية بتنسيق نشاطها مع الخلايا العصبية في المشابك العصبية التي ترتبط بها. تشير هذه الدراسات إلى أن الخلايا النجمية يمكنها اكتشاف النشاط العصبي، مما يدفعها إلى تغيير مستويات الكالسيوم الخاصة بها، وقد تحفّز هذه التغييرات الخلايا النجمية على إطلاق نواقل دبقيّة (جزيئات إشارة تشبه النواقل العصبية) في المشبك العصبي. من جهته، يقول ليو كوزاتشكوف من قسم علوم الدماغ والإدراك بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، والباحث المشارك في الدراسة: "هناك حلقة مغلقة بين إشارات الخلايا العصبية وإشارات الخلايا النجمية إلى الخلايا العصبية، الأمر غير المعروف تحديدا هو نوع الحسابات التي يمكن للخلايا النجمية إجراؤها بالمعلومات التي تستشعرها من الخلايا العصبية". الذاكرة والمشابك العصبية شرع فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في نمذجة ما قد تفعله هذه الروابط وكيف يمكن أن تسهم في تخزين الذاكرة، ويعتمد نموذجهم على شبكات هوبفيلد، وهي نوع من الشبكات العصبية التي يمكنها تخزين الأنماط واستدعاؤها. تستخدم شبكات هوبفيلد، التي طوّرت في الأصل على يد جون هوبفيلد وشون إيتشي أماري في سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي، غالبا لنمذجة الدماغ، ولكن ثبت أن هذه الشبكات لا تستطيع تخزين معلومات كافية لمراعاة سعة الذاكرة الهائلة للدماغ البشري، وطور باحثون نسخة أحدث ومعدَّلة من شبكة هوبفيلد، تعرف باسم الذاكرة الترابطية الكثيفة، تخزِّن معلومات أكثر بكثير من خلال ترتيب أعلى من الاقترانات بين أكثر من خليتين عصبيتين، ولكن ليس من الواضح كيف يمكن للدماغ تنفيذ هذه الاقترانات متعددة الخلايا العصبية في مشبك افتراضي، لأن المشابك التقليدية لا تربط سوى خليتين عصبيتين: خلية قبل المشبك وخلية بعد المشبك، وهنا يأتي دور الخلايا النجمية. يقول ديمتري كروتوف الباحث المشارك من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وآلات الأعمال الدولية، ومختبر واتسون للذكاء الاصطناعي، ماساتشوستس، بالولايات المتحدة: "إذا كانت لديك شبكة من الخلايا العصبية، تترابط في أزواج، فلن يكون هناك سوى قدر ضئيل جدا من المعلومات التي يمكنك ترميزها في تلك الشبكات". وأضاف: "لبناء ذكريات ارتباطية كثيفة، نحتاج إلى ربط أكثر من خليتين عصبيتين. ولأن خلية نجمية واحدة قادرة على الاتصال بعديد من الخلايا العصبية، وعديد من المشابك العصبية، فمن اللافت افتراض وجود عملية نقل معلومات بين المشابك العصبية بوساطة هذه الخلية. كان هذا هو الإلهام الأكبر لنا لدراسة الخلايا النجمية، ودفعنا إلى التفكير في كيفية بناء ذكريات ارتباطية كثيفة في علم الأحياء". يستطيع نموذج الذاكرة الارتباطية للخلية النجمية العصبية، الذي طوره الباحثون في دراستهم الجديدة، تخزين معلومات أكثر بكثير من شبكة هوبفيلد التقليدية، أي أكثر من كافية لتفسير سعة ذاكرة الدماغ. اتصالات معقدة يقول الباحثون إن الروابط البيولوجية الواسعة بين الخلايا العصبية والخلايا النجمية تدعم فكرة أن هذا النوع من النماذج قد يفسر كيفية عمل أنظمة تخزين الذاكرة في الدماغ، ويفترضون أن الذكريات داخل الخلايا النجمية تشفَّر من خلال تغيرات تدريجية في أنماط تدفق الكالسيوم، وتنقل هذه المعلومات إلى الخلايا العصبية بواسطة نواقل دبقية تطلق عند المشابك العصبية التي تتصل بها عمليات الخلايا النجمية. يقول كوزاتشكوف: "من خلال التنسيق الدقيق لهذين الأمرين -النمط المكاني الزمني للكالسيوم في الخلية، ثم الإشارة إلى الخلايا العصبية- يمكن الحصول على الديناميكيات اللازمة بالضبط لهذه السعة التخزينية المتزايدة بشكل هائل". إحدى السمات الرئيسية للنموذج الجديد هي أنه يتعامل مع الخلايا النجمية كمجموعات من العمليات، بدلا من كيان واحد، ويمكن اعتبار كل عملية من هذه العمليات وحدة حسابية واحدة، ونظرا لقدرات تخزين المعلومات العالية للذاكرات الترابطية الكثيفة، فإن نسبة كمية المعلومات المخزنة إلى عدد الوحدات الحسابية عالية جدا وتنمو مع حجم الشبكة، هذا لا يجعل النظام عالي السعة فحسب، بل أيضا موفرا للطاقة. إضافة إلى تقديم رؤية ثاقبة حول كيفية تخزين الدماغ للذاكرة، يمكن لهذا النموذج أيضا أن يوفر إرشادات للباحثين العاملين في مجال الذكاء الاصطناعي. ويمكن للباحثين -من خلال تغيير اتصال شبكة العمليات- إنشاء مجموعة واسعة من النماذج التي يمكن استكشافها لأغراض مختلفة. يقول سلوتين: "في حين أن علم الأعصاب ألهم في البداية أفكارا رئيسية في مجال الذكاء الاصطناعي، فإن الـ50 عاما الماضية من أبحاث علم الأعصاب كان لها تأثير ضئيل على هذا المجال، وقد ابتعدت عديد من خوارزميات الذكاء الاصطناعي الحديثة عن التشبيهات العصبية. وبهذا المعنى، قد يكون هذا العمل من المساهمات الأولى في مجال الذكاء الاصطناعي المستمدة من أبحاث علم الأعصاب الحديثة". المصدر: يوريك ألرت نقلا عن الجزيرة نت

تورس

منذ 2 أيام

• تورس

ثورة طبية جديدة.. تقنية مبتكرة لإزالة جلطات الدم بفعالية مذهلة

تعد السكتة الدماغية الإقفارية من الحالات الطارئة التي تتطلب سرعة في إزالة الجلطة لاستعادة تدفق الأكسجين إلى الدماغ، حيث تؤثر كل دقيقة على فرص نجاة خلايا الدماغ وتحسن النتائج الصحية. ورغم ذلك، تحقق التقنيات الحالية نجاحا في إزالة الجلطات من المحاولة الأولى فقط في حوالي 50% من الحالات، وتفشل تماما في 15% . لذلك، طور فريق من كلية الهندسة بجامعة ستانفورد جهازا جديدا يسمى "استئصال الخثرة بالميلي سبينر (الغزل)"، يعتمد على مبدأ ميكانيكي فريد يطبق ضغطا وقوى قص لتقليص حجم الجلطة دون تمزيقها. ويعمل الجهاز عن طريق أنبوب مجوف يدور بسرعة مزود بزعنفة وشقوق تولّد شفطا موضعيا بالقرب من الجلطة، ما يسمح بضغط خيوط الفيبرين التي تشكل الجلطة (بروتين متين يشبه الخيوط، يحتجز خلايا الدم الحمراء ومواد أخرى لتشكيل كتلة لزجة)، إلى كرة محكمة الحجم تُسحب بسهولة إلى خارج الجسم. وأظهرت الدراسات، التي نشرت في مجلة Nature، أن تقنية "الميلي سبينر" تضاعف فعالية إزالة الجلطات مقارنة بالأجهزة الحالية، خصوصا في الحالات الصعبة التي يصعب علاجها، حيث تصل نسبة النجاح من المحاولة الأولى إلى 90% . وأوضحت رينيه تشاو، الأستاذة المشاركة في الهندسة الميكانيكية والمعدة الرئيسية للدراسة، أن الجهاز يعيد تشكيل الجلطة ويقلص حجمها بشكل كبير، ما يقلل من المخاطر المرتبطة بانتشار أجزاء من الجلطة إلى أماكن أخرى. جدير بالذكر أن تصميم التقنية الحديثة بدأ كامتداد لعمل سابق على روبوتات صغيرة تُستخدم في الجسم، لكن الباحثين اكتشفوا قدرتها المفاجئة على إزالة الجلطات. ويعمل الفريق الآن على تطوير نسخ أكثر تقدما يمكنها التنقل بحرية داخل الأوعية الدموية لاستهداف الجلطات. ويأمل الباحثون في إطلاق التقنية سريريا قريبا بعد استكمال التجارب اللازمة، مؤكدين أن هذه التقنية تمثل نقلة نوعية في علاج الأمراض المرتبطة بالجلطات، وتفتح آفاقا للتطبيقات الطبية الحيوية المستقبلية.

تونسكوب

منذ 3 أيام

• تونسكوب

هل شرب ماء الليمون صباحًا مفيد؟

يُعد ماء الليمون من أكثر المشروبات الطبيعية المفيدة التي يُنصح بها في بداية اليوم، فهو يحتوي على عناصر غذائية هامة تدعم و المناعة و الهضم. لكن، ماذا يحدث عند شربه كل صباح لمدة أسبوع؟ إليك التفاصيل. 1- الوقاية من الجفاف يساعد شرب ماء الليمون على ترطيب الجسم وتقليل خطر الإصابة بالجفاف، خاصة عند تناوله على معدة فارغة. 2- تنقية الجسم من السموم بفضل احتوائه على حمض الستريك ، يُساهم ماء الليمون في طرد السموم وتعزيز وظائف الكبد ، مما ينعكس إيجابًا على الصحة العامة. 3- تقوية المناعة يُعزز ماء الليمون من قوة الجهاز المناعي بسبب غناه بـ فيتامين سي ، ما يساعد الجسم على مقاومة الأمراض والعدوى. 4- تحسين المزاج والصحة النفسية فيتامين سي في ماء الليمون يقلل من مستويات الكورتيزول (هرمون التوتر)، مما يساهم في الحد من القلق وتحسين المزاج. 5- دعم صحة الجهاز الهضمي يساعد ماء الليمون على تحفيز إنتاج العصارة الصفراوية ، مما يُحسّن من عملية الهضم وامتصاص العناصر الغذائية. 6- المساهمة في فقدان الوزن من أبرز فوائد ماء الليمون أنه يكبح الشهية ، ويُقلل من احتباس السوائل ، كما يدعم أكسدة الدهون ، ما يجعله عاملًا مساعدًا في خسارة الوزن. 7- زيادة نضارة البشرة يساعد فيتامين سي في تحفيز إنتاج الكولاجين ، مما يمنح البشرة إشراقًا وحيوية ، ويُبطئ من ظهور علامات الشيخوخة. 8- التخلص من رائحة الفم الكريهة ماء الليمون فعال في مكافحة البكتيريا الفموية ، مما يُقلل من رائحة الفم الكريهة ويمنحك نفسًا منعشًا.