'>
مجسات بيولوجية للرصد المبكر للأمراض
سوف لا تكون في المستقبل القريب ثمة حاجة للذهاب إلى الصيدلية لشراء الأدوية، ولا حتى الى الذهاب للعيادة للتعبير عن الألم، لأن شريحة الكترونية مزروعة في الجسم ستقوم بدور طبيب مُقيم بشكل دائم في الجسم، كي ترصد الأمراض في وقت مبكر لظهورها، وتضخ الدواء مباشرة في الجسم لمعالجتها.
قد يبدو هذا خيالا علميا، إلا أن المجسات (المستشعرات) البيولوجيةBiosensors ستحول هذا الخيال إلى حقيقة واقعية في غضون السنوات القليلة المقبلة.
استشعار حيوي
أجهزة الاستشعار الحيوي تقوم برصد ما يُراد متابعته وتحليله، وتحتوي أجزاء للرصد الحيوي وأجزاء للكشف الفيزيائي الكيميائي. وتتكون من ثلاثة أجزاء، هي:
ـ عنصر حيوي حساس لأي من المواد أو المركبات الحيوية مثل الأنسجة أو الميكروبات أو أجزاء من الخلية أو من جدارها الخارجي أو أنزيمات أو أحماض نووية أو مواد كيميائية كالغلوكوز أو غير ذلك. ويتم إنتاج هذا العنصر الحيوي الحساس عبر تقنيات الهندسة الحيوية.
ـ عنصر راصد يعمل بطريقة فيزيائية كيمائية، كالبصرية أو الكهربائية الضغطية أو الكهربائية الكيميائية أو القوى الحرارية أو المغناطيسية أو غيرها.
ـ موصل فيما كلا العنصرين.
وثمة آليات لطرق وآليات مختلفة في طريقة عمل أي من هذه الأجهزة والقوى المستخدمة في تشغيلها. ولعل من أوسع أمثلة أجهزة الاستشعارالحيوي هي الأجهزة السريعة لتحليل نسبة سكر الدم، ويعتمد أسلوب التحليل هذا على استخدم أنزيم معين يعمل على تفتيت مركبات سكر الدم، وكلما قام بعملية التفتيت واستمر فيها كلما أرسل إلكتروناً الى قطب في الجهاز، الذي يعمل بدوره على تحويل كمية ما تركم من إلكترونات الى قراءة لكمية السكر في الدم.
وتزدهر الآن التطبيقات العملية للمجسات البيولوجية في المجال الطبي بشكل كبير، حيث تستخدم المجسات البيولوجية الخارجية في غرف الطوارئ كوحدات تشخيص لمعرفة أجزاء الجسم التي تحتاج إلى رعاية طبية. ومن أمثلة ذلك المجس البيولوجي، وهو عبارة عن مختبر كيميائي مُدمج في رقاقة lab on a chip، حيث يُمكنه القيام بإجراء تحليل الدم للكشف عن مواد كيميائية معينة، يدل وجودها على إصابة المريض بمرض ما، كرقاقة تحليل تريبنونين troponinالواسعة الاستخدام اليوم في المستشفيات وخارجها لتشخيص الإصابة بالنوبة القلبية.
مجسات مزروعة
كما وتطور بعض الشركات حالياً مجسات بيولوجية قابلة للزرع في الجسم، يمكن من خلالها تتبع مستويات سكر الغلوكوز في الدم، وحقن هرمون الأنسولين في الجسم عند الضرورة، كما تقوم حاليا شركة أميركية بإجراء اختبارات على زراعة رقاقة الكترونية تضخ بعضاً من الأدوية في الجسم، خلال فترات زمنية يمكن التحكم بها، ما يُغني عن تناول الدواء بشكل متكرر لأوقات زمنية طويلة، وسوف تكون هذه الرقاقة الحيوية الدقيقة جدا والمحتوية على الدواء، واعدة جدا في علاج السرطان، والتي ستسمى «بالروبوت المجهري»، حيث سيتناولها المريض عن طريق الفم مثل كبسولة الدواء، وسوف تقوم الرقاقة بإطلاق الدواء في الجسم بالمعدل المطلوب، مما سيزيد من فاعلية الدواء.
وإذ ما استمر التقدم التقني في مجال المجسات البيولوجية بنفس السرعة التي يسير عليها خلال هذا العقد، فإن جون سانتني رئيس شركة «مايكرو تشيبز»MicroChips الأميركية، يتوقع أن تستخدم هذه التقنية كأطباء مقيمين في الجسم في غضون عشر سنوات. ويقول إن الخطوة القادمة هي إنتاج مجس بيولوجي يدوي بتحكم لاسلكي، يمكنه أن يكشف ويعالج الحالات الخطرة، ثم إنتاج مجس بيولوجي يقوم بدور العضو الصناعي، الذي يمكنه أن يستشعر الحالة المرضية ويستجيب لها آليا، دون تدخل من المستخدم، وسوف تقوم الرقاقة الحيويةBiochip المزروعة في جسم الإنسان بتحديد مكان وجود الشخص والتعرف على بياناته الطبية الخاصة، لأنها ستحتوي على أجهزة خاصة بالاستشعار الحيوي كي تقوم بقياس درجة حرارة الجسم وضغط الدم ونسبة السكر وغير ذلك، وسوف يقوم هوائي متصل بالرقاقة الحيوية المزروعة بتسجيل تلك البيانات وإرسالها إلى محطات استقبال أرضية مجهزة للاتصال بالأقمار الاصطناعية توصلها الى الأطباء. على سبيل المثال يمكن للمراقبين الطبيين رصد ومتابعة الحالة الطبية لشخص مريض بمرض الزهايمر في جميع الأماكن والأوقات من خلال نظام تحديد الموقع العالمي عبر الأقمار الاصطناعية «جي بي أس» (GPS).
ملابس للمراقبة الطبية
ويقوم حاليا العديد من مراكز البحوث في الدول المتقدمة بإجراء التجارب على تصميم ملابس داخلية طبية مزودة بمجسات بيولوجية، وتعمل هذه الملابس، ضمن منظومة متكاملة من الأجهزة الطبية، على مراقبة وظائف أعضاء الجسم كالقلب، أو رصد وتشخيص أمراض الجسم، كالأمراض المزمنة، ومن ثم تُنقل المعلومات تلك عبر الإنترنت أو الهاتف إلى الطبيب المتخصص، لقراءة النتائج وتقويم الحالة والتدخل في الوقت المناسب كاستدعاء خدمات الطوارئ أو وصف العلاج. وتمكن باحثون في مركز بحوث شركة فيليبس للإلكترونيات في ألمانيا، من تصميم ملابس داخلية طبية لرصد ضغط الدم ونبضات قلب مرتديها، وعند اكتشاف أي اضطرابات فيها، يمكن آنذاك استخدام تكنولوجيا لاسلكية للاتصال بالإسعاف، واستدعاء خدمات الطوارئ، لأن الملابس هذه تحتوي في نسيجها على أقطاب كهربائية تقوم بإرسال بيانات إلى معالج مصغر، يقوم بدوره بتحليل هذه الإشارات وتحديد ما إذا كانت نبضات القلب طبيعية أم خطرة. كما تمكن اتحاد المختبرات الفرنسية Consortium of French Laboratories، من تصميم قميص طبي يسمىV-TAM، يحتوي نسيجه على مجسات مصغرة، عبارة عن أجهزة التقاط ذات مقاييس فزيولوجية وطبية، وتتصل هذه الأجهزة عبر شبكة الاتصالات الهاتفية الجوالة «جي أس أم» ((GSM، بمركز طبي عن بعد، متخصص لمراقبة بياناتها، حيث تسجل مجسات القميص عدد نبضات القلب وترسم أقطابا توضع عليه صورة لعمل القلب، كما تسجل مجسات أخرى وتيرة التنفس ودرجة حرارة الجسم، وتنقلها إلى الطبيب المراقب في مركز المتابعة المتخصص، ويستطيع الطبيب أن يتصل مع المريض عن طريق لاقطة (ميكروفون) موجود بداخل القميص، كما يتيح نظام تحديد المواقع عبر الأقمار الاصطناعية، والذي تم إدخاله بالقميص، استدعاء سيارة إسعاف إلى موقع المريض إذا لزم الأمر.
ويعد هذا القميص وسيلة جديدة من وسائل المراقبة العملية عن بعد، فهو تطوير جديد في مجال واعد يسمى بطب الاتصالات عن بعد Telemedicine، والقميص الطبي الجديد سيفيد كبار السن، فسوف يساعدهم على ممارسة حياتهم اليومية بصورة أكثر استقلالية، ومتابعة نشاطاتهم المنزلية اليومية في ظل متابعة طبية مستمرة، إذ انه سيعوضهم عن المتابعة اليومية لطبيب المستشفى، كما سيوفر هذا القميص خدمات هائلة للمرضى الذين يعانون من أعراض غير مستقرة في الدورة الدموية، وأيضا الذين يعانون من مرض الزهايمر، والرياضيين الذين تحتاج نبضاتهم القلبية إلى متابعة مستمرة.
ضمادة ذكية لمعالجة قروح مرضى السكري
الأطباء الدانماركيون من جهتهم يعكفون حالياً على تطوير ضمادة ذكيةsmart bandage لمعالجة قروح مرضى السكري، والضمادة هذه مزودة بمجس الكتروني صغير يُرسل بيانات عبر الهاتف أو الإنترنت إلى مسؤولي متابعة المريض بالعيادات الطبية، ويأمل الباحثون بمعهد «آروس» المتخصص في أمراض قدم مرضى السكري Diabetic Foot Clinic in Aarhus، أن تساعد هذه الضمادة الجديدة مرضى السكري في محافظتهم على صحة أقدامهم وتجنب خطر بترها عند تفاقم التهاباتها، إذْ من المعروف أن الإصابة بمرض السكري تسبب ضعف الدورة الدموية في الأطراف وتلف الأعصاب المغذية للقدم، ما يسفر عنه تطور الجروح أو الخدوش الصغيرة في القدم إلى قروح خطيرة، قد تحتم بتر الساق. ويتوقع نيلس إيجيسكار، رئيس المعهد أن تُمكن الضمادات الذكية مرضى السكري من الاستغناء عن الزيارات المستمرة الى العيادات والمستشفيات، عبر متابعتهم عن بعد، وإبلاغ الأطباء عن حالتهم بشكل متواصل، الأمر الذي سيوفر الكثير من نفقات الرعاية الطبية ويجنب المرضى عناء الزيارات للعيادات والمستشفيات، وقال الباحثون إذا نجحنا في تزويد هذه الضمادات بمجسات، فبالإمكان إرسال البيانات الطبية عن جروح مرضى السكري إلى العيادات بسهولة عن طريق الهاتف المحمول أو الإنترنت، كالمعلومات بشأن درجة حرارة الجرح ونسبة رطوبته، وربما أيضا نوع البكتيريا الموجودة فيه، وبالتالي سيتمكن مريض السكري عبر هاتف محمول متصل بالضمادة، من قضاء إجازته في أي مكان في العالم، بينما تتم متابعته عن بعد.
