.png)
تعتبر محاكاة الطبيعة وإنتاج عناصر تكنولوجية مستوحاة من الطبيعة من أهم الاتجاهات في المجال الطبي في السنوات الأخيرة. وقد تم بالفعل تطوير مواد مستوحاة من المسام الموجودة في الخشب وقرون الحيوانات، تساهم في تطوير زراعة العظام بشكل أفضل. وهناك أيضًا تطويرات أخرى مستوحاة من الطبيعة، مثل جهاز استشعار مستوحى من الصبار يقوم بجمع العرق للتحليل، وطلاء يستخدم في عمليات المخ مأخوذ من أوراق نبات الإبريق الآكلة لحوم الحشرات.
تمحورت دراسة فريق من جامعة إلينوي حول أجنحة اليعسوب والسيكادا، التي تتميز بمقاومتها للبكتيريا، بهدف تطوير مادة جديدة يمكنها حل مشاكل العدوى البكتيرية التي تحدث في غرسات العظام بشكل متكرر.
ووفقًا للأستاذ تشينغ كاو، الباحث الرئيسي في الدراسة وأستاذ علوم وهندسة المواد في جامعة إلينوي، فإنه لم يكن هناك طريقة مناسبة للتعامل مع الالتهابات التي تصيب حوالي 10% من مرضى زراعة العظام والمفاصل. وأشار إلى أن الجهود الحالية لاستخدام أيونات المعادن الثقيلة لمكافحة البكتيريا يمكن أن تسبب تلفًا للأنسجة المجاورة، وأن الغرسات المغلفة بالمضادات الحيوية تفشل في النهاية عندما تنفد المواد الكيميائية. وبالإضافة إلى ذلك، فإنها غير فعالة في مواجهة البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية، وهي مشكلة متزايدة في مجال الطب.
استخدم فريق البحث تركيبة من رقائق معدنية لتطوير طلاء للغرسات الطبية، يحتوي على جانب واحد مغطى بعوارض نانوية تشبه تلك الموجودة في أجنحة الحشرات وتقضي على الخلايا البكتيرية عند الاتصال بها. يعتبر هذا النهج الميكانيكي للقضاء على البكتيريا أكثر فاعلية، مع تجنب العقبات التي تواجه الطرق الكيميائية، ويوفر في الوقت نفسه المرونة اللازمة لتطبيق الطلاء على الأسطح المزروعة.
لم يتوقف الباحثون عند حل مشكلة العدوى البكتيرية فقط، بل أدركوا أيضًا أن طلاءهم يمكن أن يساعد في استشعار مشاكل عملية الزرع المحتملة. ولذا، ضمن الطلاء مستشعرات دقيقة مرنة على الجانب الآخر، تقوم بقياس الضغط الميكانيكي على الغرسات المغطاة بالطلاء. ويقول الباحثون إن هذه المستشعرات تساعد الأطباء في متابعة عملية الشفاء حول الغرسة، ويمكنها إرسال تنبيهات إذا كان الضغط على المفصل الاصطناعي أعلى من المستوى المطلوب. ويعمل الباحثون حاليًا على تطوير حل لاسلكي لتوفير مصدر طاقة خارجي للطلاء.
تمثل هذه التطورات المبهرة في مجال طلاء زراعة العظام تقدمًا مهمًا في حل مشكلات العدوى البكتيرية وفشل الزرع. يأمل الباحثون أن يسهم هذا الطلاء المبتكر في تعزيز نجاح عمليات زرع العظام وتحسين نتائجها للمرضى.