به نقل از «اکوفارس»

ساخت رگ مصنوعی نانوساختار مشابه عروق طبیعی بدن

تاریخ انتشار: ۹ شهریور ۱۳۹۸ | کد خبر: ۲۴۹۵۱۶۱۸

 به گزارش روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دکتر رحیم فتوره‌چی محقق طرح با اشاره به اهمیت طراحی و ساخت رگ مصنوعی، گفت: با این‌حال از دیدگاه بیومکانیکی مطالعات جامعی روی جایگزین‌های عروق انسان، صورت نپذیرفته است و بیشتر مطالعات بر خواص مکانیکی جایگزین‌های عروق، محدود به خواص استاتیک نظیر تنش و کرنش گسیختگی و کامپلیانس متمرکز بوده است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

وی با تاکید بر اینکه عدم تطابق خواص مکانیکی گرافت (پیوند) عروقی و رگی در ناحیه آناستوموز (اتصال گرفت به رگ) منجر به رخداد «هایپرپلازی اینتیما» (افزایش تعداد یاخته‌های بهنجار در بافت یا عضو) می‌شود، اظهار داشت: این رخداد عدم موفقیت گرافت به خصوص برای عروق طبیعی با قطر کمتر از ۶ میلی‌متر را در پی دارد.

فتوره‌چی با بیان اینکه گرافت‌های تجاری نظیر ePTFE و داکرون به وفور برای جایگزینی عروقی با قطر بالاتر از ۶ میلی‌متر که دارای جریان خون قابل توجه هستند، با نرخ ماندگاری ۸۰ تا ۹۰ درصد در بازه زمانی ۵ سال به کار می‌رود، یادآور شد: به طور کلی بر خلاف عروق طبیعی، گرافت‌های تجاری در کرنش‌های پایین و نزدیک به فیزیولوژیک، تنش‌های بسیار بالاتری را تجربه می‌کنند به طوری که مدول الاستیک گرافت‌های تجاری تا ۱۰ برابر بالاتر از مدول الاستیک عروق طبیعی انسان در محدوده فشارهای فیزیولوژیکی است که این امر منجر به عدم موفقیت در پیوند می‌شود. 

وی اضافه کرد: بر این اساس گرافت‌های تجاری برای جایگزینی عروقی با قطر کمتر از ۶ میلی‌متر، با موفقیت همراه نیست و منجر به گرفتگی گرافت خواهد شد. لذا نیاز حیاتی برای جایگزین‌های عروق طبیعی قابل اتکا با خواص مکانیکی و بیولوژیکی نزدیک به عروق طبیعی احساس می‌شود.

این محقق به چالش‌های موجود در عمل قلب باز اشاره کرد و توضیح داد: در این نوع اعمال جراحی از رگ «صافینوس» برای جایگزینی شریان کرونر مسدود شده استفاده می‌شود که در ۵۰ درصد موارد بعد از گذشت ۱۰ سال، عروض مجددا دچار گرفتگی شده و نیاز به عمل «بای‌پس» مجدد است ضمن آنکه استفاده از عروق خود شخص موجب تحمیل یک جراحی اضافه به منظور برداشتن از یک قسمت و ایمپلنت در محل دیگر بیمار خواهد شد.  

وی عدم تطابق خواص بیومکانیکی را مهمترین دلیل عدم موفقیت عروق مصنوعی برای جایگزینی عروقی با قطر کمتر از ۶ میلی متر ذکر کرد و گفت: برای رفع این چالش مطالعاتی با عنوان «طراحی، ساخت و مشخصه یابی جایگزین عروقی نانو ساختار بر پایه پلی یورتان/نانولوله های کربن/ژلاتین» ‌در دانشگاه صنعتی امیرکبیر با هدف طراحی و ساخت عروق مصنوعی با خواص بیومکانیکی مشابه با شریان‌های سالم انسان اجرایی کردیم.  

فتوره‌چی ماده اصلی استفاده شده در ساخت این عروق را پلی یورتان گرید پزشکی دانست و خاطر نشان کرد: در میان پلیمرهای زیست سازگار که برای طراحی و ساخت گرافت‌های عروقی استفاده می‌شود «پلی یورتان" گرید پزشکی به سبب داشتن دو بخش نرم و سخت که در فرایند سنتز قابل کنترل است، مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است؛ چراکه گرافت‌های بر پایه پلی یورتان در مقایسه با گرافت‌های تجاری بسیار نرم‌تر بوده و انطباق بیشتری به عروق طبیعی دارد.  

وی نانو لوله‌های کربن و پلیمر ژلاتین را از دیگر مواد استفاده شده در ساختار این رگ مصنوعی عنوان کرد و  ادامه داد: همچنین سلول‌های «اندوتلیال» مورد نیاز در این مطالعات از طریق انستیتو پاستور تامین شد و برای اولین بار از نانو ساختار بر پایه پلی یورتان گرید پزشکی، نانو لوله‌های کربن و پلیمر ژلاتین برای ساخت عروق مصنوعی استفاده شد. عروق مصنوعی ساخته شده خواص مکانیکی بسیار مناسبی در مقایسه با شریان‌های سالم انسان دارد و همچنین بستر این عروق شرایط بسیار مناسبی برای رشد، تکثیر و چسبندکی سلول‌های اندوتلیال دارد.

به گفته این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر ۷۰ درصد از مواد به کار رفته در این پروژه در داخل کشور قابل تامین و ۳۰ درصد آن وارداتی است ضمن آنکه کلیه فرایند ساخت و مباحث مربوط به آزمون‌های بیولوژیکی در داخل کشور صورت گرفته است.   

فتوره‌چی روش ساخت در این پروژه را روش الکتروریسی ذکر کرد و یادآور شد: این روش این امکان را به ما داد که ماده کامپوزیت را به شکل نانو فیبر تولید کنیم ضمن آنکه رگ مصنوعی تولید شده جاوی مجموعه‌ای از نانو فیبرها است. نانو فیبر ها به سبب تخلخل بالا و نسبت سطح به حجم بالا شباهت بی نظیری به ماتریس خارج سلولی دارد و بستر بسیار مناسبی برای رشد و چسبندگی سلولی خواهد بود.

وی با اشاره به نتایج مطلوب آزمون‌های مطالعات مکانیکی و بیولوژیکی خارج از بدن (In vitro) به دست آمده، اظهار کرد: بر این اساس نمونه‌های در حال آماده سازی برای استفاده در بدن گوسفند و جایگزینی شریان آئورت این حیوان هستیم. در صورت کسب نتایج مناسب اقدامات لازم برای تجاری سازی و همچنین گرفتن مجوزهای لازم برای ایمپلنت کردن در بدن انسان صورت خواهد گرفت که معمولا این پروسه بین سه تا ۱۰ سال زمان نیاز دارد.  

مجری طرح با اشاره به اهمیت دستاوردهای این مطالعات تاکید کرد: در ۳۰ درصد موارد فرد بیمار به دلیل استفاده در عمل‌های قبلی و سن بالا در بدن خود رگ جایگزین مناسب ندارد که در این موارد نیاز به عروق مصنوعی بیش از بیش احساس می‌شود  و در صورت نهایی سازی این طرح و گرفتن مجوز های مربوط برای ایمپلت در بدن انسان، این طرح می‌تواند مشکلات این بیماران را مرتعع کرد.

وی انتشار دو مقاله در دو ژورنال معتبر را از دیگر دستاوردهای این طرح نام برد.

این طرح از سوی دکتر رحیم فتوره‌چی دانش آموخته و به راهنمایی دکتر سید عطااله هاشمی و دکتر نبی اله ابوالفتحی و مشاوره دکتر عاطفه سلوک از اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دکتر الکساندر سیفعلیان اجرایی شد.

      

منبع: اکوفارس

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت ecofars.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «اکوفارس» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۴۹۵۱۶۱۸ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

پیش بینی آریتمی قلبی با هوش مصنوعی

همشهری آنلاین – آرش نهاوندی: حدود ۵۹ میلیون نفر در سراسر جهان به فیبریلاسیون دهلیزی (AFib) در سال ۲۰۱۹ مبتلا بودند، که آن را به رایج‌ترین نوع آریتمی قلبی تبدیل می‌کند که به عنوان ضربان قلب نامنظم نیز شناخته می‌شود. در حالی که فیبریلاسیون دهلیزی معمولا تهدید کننده زندگی نیست، یک وضعیت جدی است که ممکن است خطر مرگ و میر افراد را در اثر بیماری های قلبی و عروقی مانند سکته مغزی، حمله قلبی، و نارسایی قلبی افزایش دهد.

افراد مبتلا به فیبریلاسیون دهلیزی همچنین ممکن است شانس بیشتری برای ابتلا به بیماری‌هایی مانند زوال عقل و بیماری‌های گوارشی و کبدی داشته باشند.هرچه زودتر این بیماری در یک فرد تشخیص داده شود، ممکن است نتیجه بهتری داشته باشد.

برای کمک به ارائه مداخلات اولیه برای فیبریلاسیون دهلیزی، دانشمندان دانشگاه لوکزامبورگ روشی را برای پیش‌بینی آریتمی قلبی حدود ۳۰ دقیقه قبل از وقوع با استفاده از هوش مصنوعی ایجاد کردند.

برای این مطالعه، محققان یک مدل هوش مصنوعی به نام WARN (Warning of Atrial fibRillation) برای کمک به پیش‌بینی فیبریلاسیون دهلیزی توسعه دادند.

خورخه گونسالوس، استاد مرکز دانشگاه لوکزامبورگ برای سیستم‌های زیست‌پزشکی و سرپرست نویسنده این تحقیق، گفت: WARN شامل یک مدل یادگیری عمیق است که بخش‌های کوتاه ۳۰ ثانیه‌ای از ضربان قلب را وارد می‌کند و احتمال تغییر قریب‌الوقوع در ضربان قلب را به صورت خروجی ارائه می‌دهد. هر چه این احتمال تغییربیشتر باشد، شانس تبدیل به فیبریلاسیون دهلیزی (یکی از شایع ترین انواع آریتمی) بیشتر است. این کار هر ۱۵ ثانیه تکرار می شود. گونسالوس گفت: وقتی این احتمال از یک آستانه خاص عبور می‌کند، یک هشدار می‌دهد.

سیستم WARN روی داده‌های الکتروکاردیوگرام که طی ۲۴ ساعت ضبط شده و از طریق دستگاه‌های هولتر (مچ بندی که از هوش مصنوعی استفاده می‌کند) که توسط ۳۵۰ نفر در بیمارستان «تونگجی» در ووهان، چین استفاده می‌شد، آزمایش شده است.گونسالوس گفت: هوش مصنوعی هنگام جستجوی الگوها در مجموعه داده‌های بزرگ، عملکردی باورنکردنی را از خود نشان داده است.

هنگام آزمایش مدل WARN، گونسالوس و تیمش دریافتند که این مدل می‌تواند انتقال از ریتم طبیعی قلب به فیبریلاسیون دهلیزی را با هشدار متوسط ۳۰ دقیقه قبل از شروع با دقت ۸۰ درصد پیش بینی کند.

گونسالوس توضیح داد: این یافته‌ها تعجب آور نیست زیرا برخی از بیماران در واقع می‌توانند چند ثانیه تا چند دقیقه قبل از آن احساس کنند که قلب آن‌ها کمی می‌پرد یا دچار آریتمی می‌شود.

البته آن‌ها واقعا نمی‌توانند دقیقا این احساس را توصیف کنند، اما اگر بتوانند آن را احساس کنند، یک دستگاه باید بتواند این «احساس» را تشخیص دهد. و در واقع، ما شاهد تغییرات جزئی در پویایی ضربان قلب قبل از شروع فیبریلاسیون دهلیزی هستیم.

این متخصص ادامه داد: از سوی دیگر، جای تعجب است که ما می‌توانیم با استناد به مدلی که قبلا از ۲۸۰ بیمار به دست آمده فیبریلاسیون دهلیزی (شایع ترین نوع آریتمی) را از ۳۰ دقیقه قبل تشخیص دهیم.

بیشتر بخوانید:

تشخیص بیماری شایع قلبی با قابلیت جدید اپل واچ | این ویژگی می‌تواند جان کاربران را نجات دهد وقتی قلبتان به تپش می‌افتد کد خبر 848773 منبع: همشهری آنلاین برچسب‌ها سلامت خبر مهم بیماری - قلبی قلب هوش‌ مصنوعی پزشکی