مستشعر دماغي صغير مزروع بدون جراحة يذوب بعد أسابيع

يمكن حقن جهاز استشعار صغير عبر الجمجمة بإبرة للمساعدة في مراقبة صحة الدماغ قبل أن يذوب في غضون أسابيع. وقد تم اختبار هذه المستشعرات على الحيوانات، ويمكن أن تمكن في يوم من الأيام من إجراء عمليات زرع بشرية طفيفة التوغل لمراقبة إصابات الدماغ المؤلمة أو الحالات العصبية مثل الصرع.

يقول جولز ماجدا من جامعة يوتا، والذي لم يشارك في العمل: “على حد علمي، هذا هو أول مستشعر لاسلكي يمكن استخدامه لمراقبة الحالات داخل الجسم دون الحاجة إلى أي عملية جراحية”.

المستشعر عبارة عن مكعب من الهيدروجيل الناعم بعرض 2 ملم، أي بعرض حبة الأرز تقريبًا. قام جيانفينج زانج – من جامعة هواتشونج للعلوم والتكنولوجيا في الصين – وزملاؤه بإنشاء أعمدة هوائية متباعدة بدقة في جميع أنحاء الهلام المائي لصنع مستشعر “ميتاجيل” منظم. عندما يتم تطبيق مصدر خارجي للموجات فوق الصوتية على المستشعر، تقوم القنوات بتوجيه انعكاس الموجات فوق الصوتية. يتشوه شكل المستشعر بشكل طفيف استجابة للظروف المتغيرة في الدماغ، مثل الضغط أو درجة الحرارة، والتي يمكن رؤيتها في الموجات فوق الصوتية المنعكسة.

يقول زانغ: “ليست هناك حاجة إلى أسلاك أو إلكترونيات”. “يبدو الأمر كما لو أن الميتاجيل يعمل كمرآة صوتية صغيرة تغير انعكاسها استجابة لبيئتها.”

أظهر زانغ وزملاؤه أن أجهزة استشعار الميتاجيل يمكنها قياس الضغط ودرجة الحرارة ومستوى الرقم الهيدروجيني ومعدل تدفق الأوعية الدموية القريبة عند حقنها في أدمغة الجرذان والخنازير. ووجدوا نتائج مماثلة للمسابير السلكية التي تستخدم تقليديا لمراقبة صحة الدماغ. ووجدت تجاربهم أيضًا أن الميتاجيل يتحلل إلى مكونات غير ضارة نسبيًا، مثل الماء وثاني أكسيد الكربون، في غضون أربعة إلى خمسة أسابيع.

ولحقن هذا المستشعر في الدماغ، يلزم استخدام إبرة ذات قطر كبير. وتقول ماجدة إن هذا قد يسبب بعض الألم والانزعاج. وأشار أيضًا إلى ضرورة التحقق من أن الميتاجيل المذاب غير سام.

يقول زانغ إن الفئران المستخدمة في التجربة شهدت القليل جدًا من تورم أنسجة المخ أو تراكم الخلايا المناعية بعد زرع المستشعر وتدهوره. لكن الاختبارات طويلة المدى على الحيوانات الأكبر حجمًا لا تزال ضرورية لإظهار أن الميتاجيلات تعمل بشكل موثوق وآمن قبل بدء التجارب السريرية البشرية، كما يقول.