تطوير أوعية دموية مطبوعة بتقنية طباعة ثلاثية أبعاد تحاكي تدفق الدم الطبيعي

طور باحثون في جامعة سيدني أوعية دموية دقيقة تشريحيا بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، تحاكي بدقة تدفق الدم الطبيعي وتشريح الأوعية الدموية، ويتيح هذا الابتكار دراسة آنية لتكوين جلطات الدم، والسكتة الدماغية، بحسب سبوتنيك.

ابتكر فريق بحثي بقيادة مرشح الدكتوراه تشارلز تشاو في كلية الهندسة الطبية الحيوية بجامعة سيدني نسخا مجهرية مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد للشرايين السباتية، تحاكي تشريح وديناميكيات سوائل الدورة الدموية.

تعتمد هذه النماذج على فحوصات التصوير المقطعي المحوسب لمرضى سكتة دماغية حقيقيين، وهي مصغرة إلى 200-300 ميكرومتر من الشرايين الطبيعية التي يتراوح قطرها بين 5 و7 ملم، حسب ماورد في المجلة الطبية 'ميديكال.اكسبرس'.

وعلى عكس القوالب التقليدية القائمة على “الراتنج”، تستخدم هذه الطريقة الجديدة ركائز زجاجية، ما يزيد سرعة الطباعة من عشر ساعات إلى ساعتين، مع إنتاج هياكل وعائية دقيقة، حيث تمكن نماذج 'الشريان على الشريحة' الباحثين من مراقبة تكوين جلطة الدم وحركة الصفائح الدموية تحت المجهر أثناء تدفق الدم عبر النسخ.

وكشفت الدراسة أن زيادة قوى الاحتكاك الناتجة عن تدفق الدم ضد بطانات الأوعية الدموية التالفة تؤثر بشكل كبير على تنشيط الصفائح الدموية، وهو عامل رئيسي في تكوين الجلطة وبدء السكتة الدماغية.

أظهرت المناطق المعرضة لإجهاد ميكانيكي شديد زيادة في نشاط الصفائح الدموية بمقدار 7-10 مرات، وخاصة في حالات مثل تصلب الشرايين وارتفاع ضغط الدم.

يُمثل هذا الابتكار تقدما ملحوظا في أبحاث أمراض القلب والأوعية الدموية، إذ يُعالج الثغرات الحرجة في التنبؤ المبكر بحالات السكتة الدماغية وتصميم العلاج المُخصص، مع الاستغناء عن الحاجة إلى إجراء التجارب على الحيوانات.

يهدف الفريق، الذي يضم المؤلف الرئيسي البروفيسور أرنولد جو، وباحثي ما بعد الدكتوراه الدكتور زيهاو وانغ وهيلين تشاو، إلى دمج نماذج الأوعية الدموية المادية مع الذكاء الاصطناعي لتطوير 'توائم رقمية'.

ستستخدم هذه النسخ الافتراضية بيانات خاصة بكل مريض للتنبؤ بمخاطر السكتة الدماغية قبل سنوات، ما قد يحدث نقلة نوعية في النهج السريري من العلاج التفاعلي إلى الوقاية الاستباقية.

لا تزال أمراض القلب والأوعية الدموية سببا رئيسيا للوفاة في جميع أنحاء العالم؛ وتقدم هذه التقنية أملا لملايين الأشخاص المعرضين للخطر من خلال تمكين طب الأوعية الدموية المُخصص.

تمثل الأوعية الدموية المطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، نقلة نوعية في أبحاث السكتات الدماغية وتشخيصها وعلاجها المُخصص.

بمحاكاة تشريح الأوعية الدموية وديناميكيات تدفقها في الحياة الواقعية، تتيح هذه التقنية فهما غير مسبوق لتكوين الجلطات وعوامل الخطر، وإمكانية اكتشافها مبكرا للوقاية منها.