بازسازی تارهای صوتی آسیب‌دیده همواره یکی از چالش‌های بزرگ در جراحی‌های میکروسکوپی حنجره بوده است. پژوهشگران دانشگاه مک‌گیل موفق شده‌اند کوچک‌ترین ربات چاپگر زیستی جهان را طراحی کنند؛ دستگاهی نرم و انعطاف‌پذیر با قطر تنها ۲.۷ میلی‌متر که می‌تواند ژل‌های درمانی را مستقیماً به بافت‌های حساس تار صوتی تزریق کند و توانایی گفتار بیماران را بازگرداند. این فناوری نه تنها دقت جراحی را افزایش می‌دهد، بلکه امکان بازسازی لایه‌به‌لایه بافت‌ها را فراهم می‌کند و پتانسیل تحول در درمان اختلالات صوتی را دارد.
ربات زیستی مک گیل: کوچک، نرم و انعطاف پذیر
ربات چاپگر زیستی طراحی‌شده در دانشگاه مک‌گیل تنها ۲.۷ میلی‌متر قطر دارد و به‌عنوان کوچک‌ترین چاپگر زیستی جهان شناخته می‌شود. این دستگاه به گونه‌ای طراحی شده است که بتواند ژل‌های درمانی مانند هیدروژل مبتنی بر اسید هیالورونیک را با دقت میلی‌متری به تارهای صوتی آسیب‌دیده تزریق کند. ویژگی‌های کلیدی این ربات عبارت‌اند از:
- انعطاف‌پذیری بالا برای حرکت در فضای محدود حنجره.
- امکان تزریق خطوط با ضخامت ۱.۲ میلی‌متر، مطابق با بافت طبیعی تار صوتی.
- کنترل دستی در زمان واقعی، سازگار با روند معمول جراحی‌های میکروسکوپی.
الهام از طبیعت: طراحی بر اساس خرطوم فیل
یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد این ربات، الهام‌گیری از ساختار خرطوم فیل است. همانند خرطوم، این ربات می‌تواند حرکات پیچیده و دقیق را در فضای محدود انجام دهد و اجازه می‌دهد جراح با دقتی بی‌سابقه، هیدروژل را به محل مورد نظر برساند. نازل چاپگر در نوک این «خرطوم» قرار دارد و به ماژول کنترلی متصل است که روی میکروسکوپ جراحی نصب می‌شود. این طراحی باعث می‌شود پزشکان بتوانند تزریق‌های دقیق را بدون آسیب به بافت‌های اطراف انجام دهند.
مشکل جراحی های تار صوتی و اهمیت بازسازی دقیق
بیماری‌ها یا آسیب‌های تار صوتی، از جمله کیست‌ها، تومورها و جراحی‌های درمانی، می‌توانند باعث اختلال گفتار شوند. تقریباً ۳ تا ۹ درصد افراد در طول زندگی با اختلالات صوتی مواجه می‌شوند. جراحی‌های سنتی ممکن است باعث سفتی و زخم در بافت شوند و توان گفتاری بیمار کاهش یابد. تزریق هیدروژل‌ها یک روش معمول برای بازسازی است، اما کنترل آن در فضای محدود گلو به مهارت و دقت بالایی نیاز دارد.
آزمایش ها و نتایج اولیه
پژوهشگران ابتدا ربات را برای رسم اشکال ساده مانند مارپیچ، قلب و حروف تست کردند تا دقت حرکتی آن سنجیده شود. سپس از ربات برای تزریق هیدروژل به نمونه‌های مصنوعی تار صوتی استفاده شد. نتایج نشان داد که این ربات قادر است ساختار بافت تارهای صوتی را با دقت بالا بازسازی کرده و الگوهای واقعی بافت آسیب‌دیده را بازتولید کند. این دقت بالا می‌تواند نقش مهمی در بازگرداندن گفتار طبیعی بیماران ایفا کند.
گام بعدی: انتقال از آزمایشگاه به بالین
در حال حاضر، ربات به‌صورت دستی کنترل می‌شود، اما تیم تحقیقاتی قصد دارد ویژگی‌های نیمه‌خودکار و اتوماسیون جزئی را به آن اضافه کند. دکتر لوک مونژو، نویسنده ارشد پروژه، اعلام کرده است که مرحله بعدی آزمایش هیدروژل‌ها در مدل‌های حیوانی است و در صورت موفقیت، می‌توان وارد کارآزمایی بالینی انسانی شد. این مراحل برای سنجش اثربخشی بالینی، سهولت استفاده و دقت ربات ضروری است.
مزایای بالقوه ربات چاپگر زیستی
این فناوری می‌تواند انقلابی در جراحی‌های میکروسکوپی و بازسازی حنجره ایجاد کند:
- کاهش خطر زخم و آسیب به بافت‌های اطراف.
- افزایش دقت تزریق هیدروژل و بازسازی لایه‌به‌لایه بافت.
- بازگرداندن توانایی گفتار طبیعی به بیماران.
- امکان اجرای جراحی‌های پیچیده در محیط محدود حنجره با کنترل دقیق و ایمن.
نتیجه گیری
ربات زیستی ۲.۷ میلی‌متری دانشگاه مک‌گیل، نمونه‌ای از پیشرفت‌های مهندسی زیست‌پزشکی است که می‌تواند فصل جدیدی در جراحی‌های ترمیمی تارهای صوتی باز کند. با دقت بالا، انعطاف‌پذیری و امکان کنترل در زمان واقعی، این ربات می‌تواند توانایی گفتار بیماران را بازیابی کند و اثرات منفی ناشی از جراحی‌های سنتی را کاهش دهد. اگر مراحل آزمایش‌های حیوانی و کارآزمایی بالینی موفقیت‌آمیز باشد، شاهد تحولی بی‌سابقه در درمان اختلالات صوتی و بازسازی بافت‌های ظریف حنجره خواهیم بود؛ جایی که صداهای ازدست‌رفته دوباره، سلول‌به‌سلول و لایه‌به‌لایه ساخته می‌شوند.
بدون نظر! اولین نفر باشید