استلهام حساس زرق الجلوكوما من جناح الفراشات

تأليف: أندرو ماسترسون

ترجمة: إبراهيم عبدالله العلو

يمر الضوء عبر البنى النانوية في فراش الجناح الزجاجي دون انعكاس

تقدم زرعات العين أملا لمعالجة المسبب الثاني للعمى

ألهمت البنى النانوية التي تمنح أحد أنواع الفراش شفافية شبه كاملة إثبات المبدأ لتصنيع زرعة تعد بتسهيل حياة مرضى زرق الجلوكوما

يمر الضوء عبر أجنحة فراش الجناح الزجاجي(جريتا أورو) دون انعكاس لإنها مغطاة بدعامات لا يزيد معدل ارتفاعها عن 100 نانومتر- أي أصغر ب 50 إلى 100 مرة من سماكة الشعر البشري وتتوزع على تباعد 150 نانومتر

توجه الدعامات الضوء الذي يصيبها بشكل مباشر عبر أجنحة الفراش بغض النظر عن اتجاه مسير الأشعة مما يعني انعدام الإنعكاس وبالتالي تبدو الأجنحة وكأنها صنعت من زجاج

وصفت البنى النانوية لأول مرة عام 2015 من قبل فريق بقيادة الباحث رضوان صديقي من معهد كارلسروه للتقانة في ألمانيا. وكتب مع زملائه أن سلوك جناح الفراش المتعدد الاتجاهات و المضاد للانعكاس لا يماثل أية بنية أخرى في الطبيعة. ونسب البحاثة غياب الإنعكاس لحقيقة تباين سطح الدعامات النانوية قليلا في الإرتفاع والتباعد بحيث تتوزع كلا القيمتين بشكل عشوائي

يعمل صديقي الآن في جامعة كاليفورنيا للتقانة واشترك مع المهندس الكهربائي هوك شو لتطوير نوعا ثوريا من مجسات الجلوكوما يمكن وضعه في عين المريض

يسبب الجلوكوما العمى لإن تزايد الضغط ضمن العين يحدث ضرراً لا معكوساً على العصب البصري. وهو المسبب الثاني لفقدان البصر على مستوى العالم حيث يتوقع ان يتجاوز عدد الإصابات العالمية 53 مليون حالة بحلول عام 2020

تتوافر العقاقير التي تساعد في علاج الإرتفاع المفاجئ في الضغط والذي يؤدي إلى تلف العصب البصري ولكنها تعطي أفضل نتائجها في بداية الارتفاع

ويمكن التنبؤ بذلك عبر قياس التغيرات في السائل داخل العين والذي يقوم به الأطباء مرة أو مرتين في العام

أعلن شو وزملائه في العام الماضي عن ابتكار مجسا جديدا يسمح للمرضى بقياس ضغط العين لديهم حسب الرغبة

يتألف الجهاز من مجس لا يزيد قطره عن عدة ميكرومترات وقارئ محمول باليد. يدخل المجس في العين حيث يبقى هناك باستخدام القارئ يتمكن المستخدم من الحصول على بيانات ضغط آنية مما يسمح له بالحكم على الحاجة لاستخدام الدواء

ولكن الجهاز يواجه عقبة كأداء. إذ يتطلب الحصول على قراءة دقيقة تواجد زاوية 90 درجة بين المجس والقارئ بهامش خطأ لا يزيد عن 5%

وكان ذلك صعب الإنجاز ولذلك كانت احتمالات القراءة الخاطئة كبيرة. ويبدو الآن أن المشكلة في طريقها للحل. تشارك صديقي مع شو وباحث آخر فيناياك ناراسيمهان للعثور على آلية ترتيب الدعامات النانوية المستخدمة من قبل فراش الجناح الزجاجي ومواءمتها لمجس الجلوكوما

كان المنطق بسيطاً: التموضع والتوزيع على جناح الفراش يسمح للضوء بالمرور دون انعكاس كما أن ترتيبه مماثلة على سطح الزرعة سيجعلها أقل حساسية للزاوية النسبية بينها وبين القارئ

تصنع البنى النانوية من نتريد السيليكون المستخدم غالبا في الأدوات الطبية وكانت النتيجة إنخفاضاً بمعدل ثلاثة أضعاف في مستوى القراءات المغلوطة

.

يقول شو”تفتح البنى النانوية امكانيات هذا الجهاز وتجعلها عملية لمرضى الجلوكوما بحيث يتمكنون من اختبار ضغط العين يوميا”

كما يوفر التصميم والمواد فائدة إضافية. إذ تفقد معظم الزرعات الطبية وظيفتها مع الزمن وتتطلب استبدالها لأن الجسم يحاول احتوائها من خلال إحاطتها بالخلايا

يكمن الحل في تغليف هذه الزرعات بمواد كيميائية تحول دون التصاق الخلايا ولكنه حل مؤقت لتلاشي المادة الحافظة

.

يقدم المجس الجديد حلا أفضل وأدوم. إذ إنه محب للماء أي يشد الماء إليه بشدة مما يولد سطحاً كثيفا زلقا و محايدا يمنع الخلايا من التعلق به

المصدر:

Cosmos

01 May 2018

Butterfly wing inspire nanotech glaucoma sensor

.

.