پژوهشگران دانشگاه پن استیت، ایمپلنت نرم و چاپ سهبعدیشده به نام CaroFlex توسعه دادهاند که میتواند فشار خون مقاوم به دارو را کنترل کند.
به گزارش سرویس سلامت و پزشکی تکناک، این ایمپلنت از الکترونیک کشسان چاپ سهبعدی و هیدروژلهای رسانا ساخته شده است و بدون نیاز به بخیه به صورت مستقیم به دیواره رگ متصل میشود. پژوهشگران بیان کردند که این فناوری در آزمایشهای اولیه حیوانی توانسته است فشار خون را بیش از 15 درصد کاهش دهد و در عین حال آسیب و التهاب کمتری نسبت به ایمپلنتهای سنتی ایجاد کند.
فشار خون بالا یکی از شایعترین بیماریهای مزمن در جهان محسوب میشود و بسیاری از بیماران حتی با مصرف همزمان چند دارو نیز نمیتوانند فشار خون خود را کنترل کنند. تیم تحقیقاتی دانشگاه پن استیت معتقد است که درمانهای بیوالکترونیکی مانند CaroFlex میتوانند در آینده به گزینهای جدید برای این بیماران تبدیل شوند.
بیشتر تجهیزات بیوالکترونیکی قابل کاشت از فلزات و پلاستیکهای سخت ساخته میشوند. این مواد هنگام اتصال به رگهای خونی با مشکل مواجه هستند، چرا که شریانها به طور مداوم در چرخه خونرسانی منبسط و منقبض میشوند. این حرکت دائمی میتواند باعث ضعیف شدن اتصال دستگاه و آسیب به بافت اطراف شود.
پژوهشگران برای حل این مشکل از هیدروژلهای رسانا استفاده کردند. این مواد نرم، رفتاری شبیه بافتهای زیستی دارند و میتوانند همراه با حرکات طبیعی رگها تغییر شکل دهند. همچنین ایمپلنت CaroFlex به یک لایه هیدروژلی چسبنده مجهز شده است که بدون نیاز به بخیه به دیواره شریان میچسبد.
تائو ژو، استاد مهندسی علوم و مکانیک دانشگاه پن استیت اعلام کرد که استفاده از بخیه در ایمپلنتهای سنتی میتواند در طول زمان به بافتها آسیب وارد کند و مشکلاتی مانند التهاب و تخریب سلولی ایجاد شود.
ایمپلنت CaroFlex سیستم «بارورفلکس» بدن را هدف قرار میدهد. این سامانه طبیعی از طریق سیگنالهای عصبی، فشار خون را تنظیم میکند. دستگاه در نزدیکی سینوس کاروتید قرار میگیرد؛ بخشی از شریان کاروتید که گیرندههای حساس به فشار در آن وجود دارند.
این گیرندهها به طور مداوم تغییرات جریان خون را بررسی میکنند و اطلاعات را به مغز میفرستند. مغز نیز بر اساس این دادهها، ضربان قلب و میزان انقباض رگها را تنظیم میکند. این ایمپلنت با ارسال پالسهای الکتریکی کمفرکانس، این گیرندهها را تحریک میکند و واکنش بدن به افزایش فشار خون را تغییر میدهد.
به گفته پژوهشگران، بسیاری از بیماران حتی با مصرف سه تا پنج داروی مختلف همچنان با فشار خون بالا مواجه هستند. به همین دلیل، روشهای بیوالکترونیکی میتوانند به عنوان مکمل یا جایگزین درمان دارویی در آینده مورد استفاده قرار گیرند.
تیم تحقیقاتی پیش از آزمایش روی حیوانات، دوام مکانیکی و عملکرد الکتریکی دستگاه را در آزمایشگاه بررسی کرد. نتایج نشان داد که ساختار هیدروژلی ایمپلنت میتواند پیش از پارگی تا بیش از دو برابر اندازه اولیه خود کشیده شود.
همچنین پژوهشگران اعلام کردند که لایه چسبنده هیدروژلی پس از شش ماه نگهداری نیز عملکرد پایداری از خود نشان داده است.
در مرحله آزمایش حیوانی، پژوهشگران ایمپلنت CaroFlex را در بدن موشها قرار دادند و تغییرات فشار خون را در طول جلسات تحریک کوتاهمدت بررسی کردند. نتایج نشان داد چهار مورد از پنج تنظیم الکتریکی آزمایششده توانستند فشار خون را به طور میانگین بیش از 15 درصد کاهش دهند.
تیم تحقیقاتی عملکرد CaroFlex را با الکترودهای معمولی مبتنی بر پلاتین نیز مقایسه کرد. بر اساس نتایج منتشرشده، ایمپلنت جدید تماس پایدارتری با بافت برقرار کرد و انتقال سیگنال الکتریکی یکنواختتری داشت.
پژوهشگران دو هفته پس از کاشت ایمپلنت، بافت اطراف آن را بررسی کردند و نشانه بسیار کمی از التهاب یا واکنش سیستم ایمنی مشاهده شد. این موضوع میتواند مزیت مهمی برای استفاده طولانیمدت از چنین تجهیزات پزشکی باشد.
دانشمندان اکنون قصد دارند طراحی CaroFlex را بهینهتر کنند و سپس آزمایشهای گستردهتری را روی حیوانات بزرگتر و در نهایت انسان آغاز نمایند. همچنین آنها معتقد هستند که فناوری چاپ سهبعدی میتواند مسیر تولید ایمپلنتهای شخصیسازیشده را برای بیماریهای قلبی و عروقی و سایر بیماریهای مزمن سرعت دهد.
