توصيل الأدوية لهدفها باستخدام التوجيه المغناطيسي والإطلاق المحفَّز بالضوء

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

الجزيرة

منذ 14 ساعات

• الجزيرة

بحجم النانو.. طريقة جديدة تسرع الخطى نحو "الروبوتات المجهرية"

طوّر فريق من جامعة كولورادو بولدر الأميركية، طريقة جديدة تتيح تصنيع "جسيمات نشطة" بحجم النانو، وبخصائص دقيقة للغاية، يمكنها التحرك في أي مكان بما في ذلك أنسجة الجسم البشري، مما يمهد الطريق لتطبيقات مستقبلية واعدة في الطب والروبوتات الدقيقة والمواد الذكية. ويستخدم مصطلح "الإستنسل" في الحياة اليومية عند رسم غرافيتي بوضع قالب مُفرغ بشكل معين والرش فوقه، كما يستخدمه الأطفال لرسم الأشكال بجودة عالية عبر استخدام أوراق مفرغة والتلوين فوقها لتطبع الشكل الذي يرغبون فيه. هذا يشبه ما استخدمه الباحثون ولكن على المستوى المجهري تحت اسم "الميكروستنسل". تشرح كندرا كراينبرينك، الباحثة في برنامج علوم وهندسة المواد، جامعة كولورادو بولدر الأميركية، في تصريحات حصرية للجزيرة نت: "التقنية الجديدة التي عرضناها في دراستنا تتيح صناعة (الأجسام النشطة) البُقعية بأي شكل نريده، وبدقة غير مسبوقة، وذلك باستخدام أسلوب الطباعة المجهرية عبر فوتونين مع أقنعة إستنسل دقيقة". روبوتات أم ماذا؟ وبحسب الدراسة ، التي نشرها الفريق في دورية "نيتشر كومينيكيشنز"، فالجسيمات النشطة هي جسيمات صغيرة جدا، غالبا مجهرية أو نانوية، يمكنها التحرك ذاتيا باستخدام طاقة تتحصل عليها من البيئة المحيطة بها، مثل الضوء أو الحرارة أو مواد كيميائية أو غيرها. بعكس الجسيمات العادية التي تتحرك فقط إذا دُفعت من الخارج، فهذه الجسيمات "نشطة" لأنها تولّد الحركة بذاتها مستغلة بيئتها. تقول كندرا: "تتطلب الجسيمات النشطة وجود نوع من اللاتناظر كي تتحرك على المستوى الميكروسكوبي. ونُحدث هذا اللاتناظر في الشكل العام للجسيم أو عبر مناطق مختلفة في سطحه، عبر ما نسميه بالبقع". تخيّل قطرة صغيرة من الزيت في كوب ماء، هذه القطرة ستبقى ساكنة ما لم تحرّكها أنت. والآن تخيّل أن هذه القطرة مزودة بمحرك صغير في أحد طرفيها يجعلها تسبح من تلقاء نفسها، أو مكعب صغير طُبع عليه بقعة مغناطيسية، فيمكن توجيهه بمغناطيسات خارجية فيتحرك في أي اتجاه تريده عبر المغناطيس، ما يفعله المغناطيس هو دور البقع في حالة هذه الجسيمات الدقيقة. إن اعتماد الجسيمات النشطة على اللاتناظر في شكلها وتركيبها السطحي يمكّنها من الحركة بفعالية، وقد استخدم العلماء أشكالا مختلفة للجسيمات لعقود كما أضافوا بقعًا معدنية، إلا أن تقنيات تصنيع هذه البقع الدقيقة كانت محدودة في دقتها ومرونتها. منهج موحد لأنظمة متنوعة استخدم الفريق طابعة ضوئية فائقة الدقة تُسمى طابعة ثنائية الفوتون. هذه الطابعة ترسم جسيمات مجهرية صغيرة جدا على شكل كرة أو قرص أو حرف "ل" على سطح شفاف، حيث تطبع فوق كل جسيم قالبا أو قناعا صغيرا جدا والمسمى "إستنسل" مُفرغا بثقب صغير على شكل البقعة المطلوبة للطباعة. ثم يُرَشّ المعدن على السطح، فلا يصل إلى الجسيم إلا ما يمر عبر فتحة القالب أو الإستنسل. تقول كندرا: "الميزة الكبرى هي أنك تستطيع استخدام مجموعة متنوعة من المواد، سواء في الجسيم نفسه أو في البقعة بتغيير نوع المعدن أو المادة المستخدمة في التبخير الفيزيائي". أظهرت الدراسة قدرة هذه التقنية على التحكم في حركة الجسيمات بـ3 أنظمة مختلفة هي الحقول الكهربائية، والتفاعلات الكيميائية، والمجالات المغناطيسية، ما يجعلها أداة موحدة لابتكار جسيمات نشطة تناسب عدة تطبيقات. تضيف كندرا: "قبل هذه التقنية، لم نمتلك القدرة على دراسة كل أشكال البقع الممكنة، لذلك لم نكن نعلم أنواع الحركات التي يمكننا تحقيقها. الآن، وبفضل هذه التقنية، نستطيع دراسة تأثير كل نوع من البقع بشكل منهجي، وقد نكتشف قيودا جديدة مثل اتجاه الحقول الكهربائية أو خصائص البيئة التي قد تمنع بعض الحركات أو تُفضل غيرها". أحد الاكتشافات اللافتة في الدراسة هو أن شكل البقعة المعدنية يمكن أن يُغير تماما حركة الجسيم، فقد صنعت كندرا وزملاؤها جسيمات لها بقع على شكل "دمعة" أو "مروحة"، ووجدوا أن كل شكل يؤدي إلى نمط حركة لولبي مختلف عند تعريض الجسيم لحقل كهربائي متردد. وتوضح كندرا أهمية هذا قائلة: "أعتقد أن الخطوة الأولى هي أن نفهم كيف يؤثر شكل البقعة على حركة الجسيم ككل. لطالما كانت لدينا دراسات نظرية، لكن الآن أصبح بإمكاننا إجراء دراسات تجريبية دقيقة. وبعد الفهم الكامل، يمكننا تصميم جسيمات تتحرك بطرق تناسب البيئات المعقدة داخل الجسم، كأن تخترق الأنسجة أو المخاط أو تصل لأماكن يصعب إيصال الأدوية إليها حاليا". روبوتات مجهرية ذاتية التنظيم في خطوة أخرى، عرضت الدراسة تصميم جسيمات مغناطيسية على شكل حرف "L" مزودة ببقعة معدنية محددة على جانب واحد. عند تعرض هذه الجسيمات لمجال مغناطيسي موحد، تتجمع لتشكيل أزواج، مما يتيح لها أداء وظائف ميكانيكية دقيقة. تظهر هذه الجسيمات سلوكا يعرف بـ"الروبوتات المجهرية ذاتية التحديد"، حيث تتجمع وتفصل تلقائيًا بناء على تصميمها المغناطيسي. هذه القدرة على التجميع الذاتي والتحكم في الحركة تجعلها واعدة في تطبيقات مثل توصيل الأدوية داخل الجسم، حيث يمكنها التنقل في الأنسجة بدقة عالية. وتعلّق كندرا: "الميزة في هذا التصميم هي أنه يمنحنا سيطرة أكبر على عدد الروبوتات المجهرية الناتجة. ومن دون خاصية التحديد الذاتي، قد تتجمع الجسيمات بشكل عشوائي وغير محدود، مما يعيق التحكم في أدائها. أما مع التجمع الثنائي فقط، فلدينا نمط واضح يمكن توجيهه للحركة أو للالتقاط أو لأغراض أخرى". إن القدرة على تجميع عدد محدد من الجسيمات النشطة في شكل معين قد يتيح ابتكار وظائف لما نتخيل إمكانية فعلها على المستوى المجهري، كالإحاطة بشيء ما، أو الإمساك بجسم معين كأنك تمسكه بقبضتك أو تصطاده ولكن على المستوى المجهري. لكن التوسع من أزواج بسيطة إلى مجموعات أكثر تعقيدا ليس بالأمر السهل، حسب كندرا، إذ تقول: "التحدي الأكبر حاليا هو أنه لا توجد طريقة فعالة لتوجيه الجسيمات لتتجمع في ترتيب معين. فكلما أضفنا جسيمًا جديدًا، زادت فرص التجمعات العشوائية، وقلّت نسبة التجمعات التي نريدها فعلا. وإذا تمكنا من التحكم في ترتيب الجسيمات داخل التجمع، حينها يمكننا بناء روبوتات مجهرية تؤدي وظائف أكثر تعقيدا". الهدف من عمل تجمعات للأجسام النشطة التي تمت الإشارة إليها في الدراسة، هو تحقيق تفاعلات معينة أو أداء مهام معقدة بشكل أكثر دقة وكفاءة. وفي حالة الجسيمات المغناطيسية ذات الشكل "L" ، تتجمع هذه الأجسام لتشكيل أزواج أو مجموعات يمكنها تنفيذ وظائف مثل التوجيه والتحكم الذاتي (التحرك والتفاعل بشكل منظم مما يجعلها مثالية للروبوتات المجهرية القادرة على التنقل داخل الجسم أو بيئات معقدة، مثل توصيل الأدوية إلى أماكن معينة في الجسم أو استهداف خلايا مريضة، وهي مهام تتطلب تحكما دقيقا وتحفيزا معينا. كما أن التجمعات يمكن أن تُحسّن من قدرة الأجسام على التفاعل مع محيطها، مثل التواصل مع خلايا معينة أو استجابة لعوامل بيئية مثل درجة الحرارة أو الحقول الكهربائية. هذا التقدم لا يُشكل فقط طفرة تقنية، بل يخلق جسرًا جديدًا بين العلم الأساسي على المستوى المجهري والتطبيقات الواقعية، من روبوتات تسبح في الجسم لعلاج الأمراض، إلى نظم دقيقة لتنظيف المياه أو بناء المواد، كأننا نصنع آلافا من "الرجل النملة" الخارقين لخدمتنا.

الجزيرة

منذ 2 أيام

• الجزيرة

توصيل الأدوية لهدفها باستخدام التوجيه المغناطيسي والإطلاق المحفَّز بالضوء

تمكّن باحثون من تحريك حويصلات مجهرية تحمل الأدوية مغناطيسيا نحو أهدافها، مما يسهم في تطوير الطب الدقيق لعلاج أمراض مثل السرطان. وتُقدم أنظمة توصيل الأدوية المستهدفة والطب الدقيق نهجا واعدا لتعزيز فعالية الأدوية مع تقليل آثارها الجانبية من خلال إطلاقها في المكان المستهدف فقط والتحكم في ذلك زمنيا. وأجرى الدراسة فريق بحثي من عدة جامعات بقيادة أستاذ العلوم والهندسة الميكانيكية في كلية غرينجر للهندسة بجامعة إلينوي أوربانا شامبين في الولايات المتحدة جي فنغ، ونشرت نتائجها في مجلة "نانوسكيل" الصادرة عن الجمعية الملكية للكيمياء في مايو/أيار الماضي، وكتب عنها موقع يوريك أليرت. ويستند هذا العمل إلى نتائج سابقة تُظهر إمكانية هندسة الحويصلات الدهنية لإطلاق الأدوية عند تسليط ضوء الليزر عليها. يقول فنغ: "تكمن جاذبية الحويصلات الدهنية لتوصيل الأدوية في أن بنيتها تشبه الخلية، لذا يمكن جعلها تتفاعل فقط مع أنواع معينة من الخلايا، وهي ميزة كبيرة لعلاج السرطان". وأشار فنغ إلى أنه يمكن إعادة توظيف التقنيات الطبية الحالية -مثل التصوير بالرنين المغناطيسي- لتوجيه توصيل الأدوية باستخدام مجالاتها المغناطيسية، خاصة وأن هذه المجالات مصممة لاختراق جسم الإنسان، ويمكن تحقيق ذلك عن طريق تغليف جسيم فائق المغناطيسية داخل حويصلة تحمل الدواء، ليتفاعل مع المجال المغناطيسي المتحكم فيه خارجيا. كانت الخطوة الأولى في إنشاء حويصلات دهنية قابلة للتوجيه مغناطيسيا هي تطوير طريقة موثوقة لتغليف الجسيمات المغناطيسية في الحويصلات. والجسيمات المغناطيسية هي جزيئات ذات حجم صغير تنتشر في سائل، ويمكن تنشيطها عن بعد عند تطبيق مجالات مغناطيسية خارجية دقيقة. واستخدم طالب الدراسات العليا في هندسة إلينوي غرينجر في مختبر فنغ والمؤلف المشارك بالدراسة فينيت مالك، طريقة "المستحلب المقلوب"، حيث تضاف جسيمات مغناطيسية إلى محلول من الدهون المذابة، مما يؤدي إلى تكوين قطرات دهنية حول الجسيمات، وأظهر الباحثون بعد ذلك أن المجالات المغناطيسية يمكنها توجيه الحويصلات الدهنية. وطوّر مالك قاعدة قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد لتثبيت المغناطيسات بإحكام على مجهر ووضع الحويصلات في محلول بين المغناطيسات. ولاحظ الباحثون عبر مراقبة الحركة الناتجة كيف تختلف السرعة مع نسبة حجم الجسيم المغناطيسي إلى حجم الحويصلة، وكان من الضروري أيضا فهم كيفية دفع الجسيم المغناطيسي للحويصلة من الداخل لفهم سلوك الجهاز بأكمله. وتعاون باحثو إلينوي مع باحثين في جامعة سانتا كلارا لدراسة الديناميكيات الداخلية للحويصلة حاسوبيا للتنبؤ بسرعة الحركة، ولاحظوا كيف يسحب الجسيم المغناطيسي الحويصلة بأكملها عند تحركها عبر مجال مغناطيسي.

جريدة الوطن

منذ 3 أيام

• جريدة الوطن

الوجبات السريعة في الصيف.. ضارة

تُعد الوجبات السريعة من أكثر الأطعمة انتشارا في العالم، وتشهد فترة الصيف زيادة ملحوظة في الإقبال عليها، خاصة أثناء الرحلات والتجمعات العائلية أو عند زيارة الأماكن السياحية. ورغم أنها تتميز بسهولة الحصول عليها وسرعة تقديمها ومذاقها المفضل لدى كثير من الناس، إلا أن تناولها بشكل متكرر يحمل العديد من المخاطر الصحية، خصوصا في ظل ارتفاع درجات الحرارة التي قد تزيد من فرص حدوث التسمم الغذائي. في هذا الصدد تقول أخصائية التغذية جنات حبيب النطعي من مركز جامعة قطر الصحي التابع لمؤسسة الرعاية الصحية الأولية: في الصيف يزداد خطر تكاثر البكتيريا مثل السالمونيلا والإشريكية القولونية في اللحوم ومنتجات الألبان والصلصات المكشوفة. كما أن سوء التخزين وعدم التبريد الكافي يؤديان إلى فساد الطعام بسرعة، لا سيما إعادة استخدام زيوت القلي مرات متعددة يُنتج مركبات سامة قد تسبب أضرارا صحية طويلة المدى، مثل مقاومة الأنسولين، وأمراض القلب والكبد، وتدهور الخلايا العصبية، بل وقد تزيد من خطر الإصابة بأنواع من السرطان. يرتبط الإفراط في تناول الوجبات السريعة بارتفاع معدلات السمنة، ووفقا لإحصاءات قطر لعام 2025، فإن أكثر من 40 % من البالغين يعانون من زيادة الوزن، مع تزايد مقلق في معدلات السمنة بين الأطفال والمراهقين. وتُعد السمنة عامل خطر رئيسيا للإصابة بأمراض مثل السكري من النوع الثاني، والكبد الدهني، وارتفاع ضغط الدم، وتصلب الشرايين. ولا تتوقف تأثيرات الوجبات السريعة عند الجانب البدني فحسب، بل تشمل أيضا الصحة النفسية والسلوكية. فتناول كميات كبيرة من السكريات والدهون المشبعة يؤدي إلى انخفاض مستويات مادة «الأستيل كولين»، وهي ناقل عصبي مسؤول عن الذاكرة والانتباه، كما يزيد من إفراز «الدوبامين» الذي يمنح شعورا مؤقتا بالسعادة، لكنه على المدى الطويل يُضعف القدرة على التحكم في الانفعالات والتركيز. وقد أظهرت دراسات ارتباطا بين هذه الأطعمة وظهور تقلبات مزاجية، وضعف الأداء الدراسي، وسلوكيات اندفاعية لدى الأطفال.وتضيف أخصائية التغذية جنات حبيب أن الوجبات السريعة تحتوي على كميات منخفضة من العناصر الغذائية المهمة، مثل الأحماض الأمينية الأساسية والتربتوفان، ما قد يؤدي إلى نقص في النوم والمزاج، وارتفاع احتمال الإصابة بالاكتئاب والخرف. لذلك من الضروري تلبية الاحتياجات اليومية من البروتينات، من مصادرها الحيوانية كالبيض والدواجن والأسماك، أو من المصادر النباتية مثل البقوليات والمكسرات والحبوب، مع التنويع في الأصناف وتجنُّب اللحوم المصنعة. كما أن احتواء هذه الوجبات على نسب عالية من الصوديوم والكوليسترول يساهم في ارتفاع ضغط الدم، وتصلب الشرايين، ما يزيد من خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية. للوقاية من هذه الأضرار تقول الأخصائية جنات حبيب: لا بد من اتباع معايير واضحة عند تناول الطعام خارج المنزل. من المهم اختيار مطاعم أو أكشاك تحضّر الطعام طازجا أمامك، مع التأكد من نظافة المكان ووجود وسائل تبريد مناسبة للأطعمة. يجب تجنّب الأطعمة المكشوفة، والانتباه إلى نظافة العاملين والتزامهم بارتداء الملابس الواقية، القفازات، والقبعات، وغسل اليدين بانتظام، إضافة إلى خلوهم من أعراض مرضية مثل السعال أو الجروح المكشوفة. الصلاحية عند الشك في سلامة الطعام، يُفضَّل الامتناع عن تناوله، فالمظهر والرائحة لا يكفيان وحدهما للحكم على مدى صلاحيته. ومن المهم تعويض النظام الغذائي الغني بالدهون والنشويات، بأطعمة تحتوي على الأوميغا-3 ومضادات الأكسدة مثل الأسماك، التي يُوصى بتناولها مرة إلى مرتين أسبوعيا للأطفال، وثلاث إلى أربع مرات للبالغين. كذلك يُنصح بإضافة المكسرات النيئة إلى النظام الغذائي اليومي بمقدار 5-8 حبات، مع الحرص على طحنها أو هرسها للأطفال دون سن الرابعة لتجنب خطر الاختناق، ومراقبة علامات الحساسية الغذائية مثل الطفح أو صعوبة التنفس. وفصل الصيف هو فرصة مثالية لتبني أنماط حياة صحية. أنشطة مثل السباحة، وركوب الدراجات، أو المشي في الحدائق العامة مثل حديقة البدع، سوق واقف، الريان، وحديقة الغرافة، تساهم في تعزيز اللياقة وتحسين الصحة النفسية. كما يمكن استغلال البرامج الصيفية المقدمة في متاحف قطر للأطفال، أو الانضمام إلى المخيمات الصيفية التي تدمج التعليم بالأنشطة البدنية والاجتماعية. في الختام، لا تقتصر الحماية من أخطار الوجبات السريعة على الامتناع عنها فقط، بل تتطلب تبني نمط حياة متوازن وغني بالعناصر الغذائية الأساسية. وتقدم مؤسسة الرعاية الصحية الأولية خدمات دعم التغذية من خلال 31 مركزا صحيا، حيث يمكن حجز موعد مع أخصائي التغذية للحصول على خطة غذائية تناسب كل فرد من أفراد الأسرة، بما يعزز الصحة العامة ويضمن صيفا صحيا وآمنا للجميع.