قام مؤخرا فريق علمي تابع لـ “جامعة هارفارد” بتطوير تقنية تتيح إنشاء صمامات قلب من مادة حيوية في دقائق معدودة. وقد وصف العلماء هذا النهج، المسمى “الغزل النفاث الدوار المركز”، بأنه “آلة حلوى القطن مع مجفف شعر خلفها”. بشكل أساسي، تتضمن هذه التقنية استخدام نفاثات من الهواء لتوجيه خيوط البوليمر إلى إطار على شكل صمام القلب. وينتج عن ذلك سقالة مسامية تسمح لخلايا القلب بالدخول والنمو. تتمتع التركيبات المتكونة أيضًا بالخصائص الميكانيكية لتعمل كصمام أحادي الاتجاه داخل القلب.
تحتوي السقالات على إشارات نانوية تشجع الخلايا على الدخول والتكاثر، مع الهدف النهائي المتمثل في استبدال سقالة المادة الحيوية بالخلايا تدريجيًا، مما يؤدي في النهاية إلى تجديد صمام القلب.
يتقدم الطب التجديدي، بهدف نهائي هو استبدال الأجزاء المريضة أو التالفة أو المفقودة من الجسم. ولتحقيق ذلك، أصبح العلماء أكثر تقدمًا في استخدام المواد الحيوية التي يمكن أن تدعم الخلايا الحية ويحتمل أن تتحول إلى أنسجة معقدة إذا كانت خواصها الكيميائية الحيوية والميكانيكية صحيحة. ومع ذلك، فإن الشيطان يكمن في التفاصيل، كما أن تصميم المواد التي يمكن أن تجذب الخلايا، التي تستكشف عالمها وتتفاعل معه على المستوى النانوي، يعد أمرًا صعبًا.
فيما يتعلق بالأنسجة المعقدة، فإن صمامات القلب تناسب بالتأكيد الفاتورة. تتكون هذه الهياكل من ثلاث وريقات متداخلة تمنع تدفق الدم إلى الخلف.
ومع ذلك، فقد سمحت هذه التقنية الجديدة لهؤلاء الباحثين بإنشاء صمام بديل في دقائق معدودة فقط بطريقة يبدو أنها تشجع الخلايا على الانضمام إلى السقالة. “تعمل الخلايا على مقياس نانومتر، ولا يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد أن تصل إلى هذا المستوى، ولكن الدوران النفاث الدوار المركز يمكن أن يضع إشارات مكانية على نطاق نانومتر هناك بحيث عندما تزحف الخلايا إلى تلك السقالة، فإنها تشعر وكأنها وقال كيت باركر، أحد قادة فريق هارفارد: «في صمام القلب، وليس سقالة صناعية». “هناك خدعة معينة متضمنة”.
يسمح هذا النهج أيضًا للباحثين بإنشاء الصمامات في دقائق معدودة، وهو أسرع بكثير من العديد من الأساليب المستخدمة تقليديًا لإنشاء سقالات من المواد الحيوية. وقال مايكل بيترز، وهو باحث آخر مشارك في الدراسة: “الميزتان الكبيرتان لطريقتنا هما السرعة والإخلاص المكاني”. “يمكننا إنشاء ألياف صغيرة جدًا – على مقياس النانو – تحاكي المصفوفة خارج الخلية التي اعتادت خلايا صمامات القلب أن تعيش وتنمو بداخلها، ويمكننا تدوير صمامات كاملة في غضون دقائق، على عكس التقنيات المتاحة حاليًا التي يمكن أن تستغرق وقتًا طويلاً”. أسابيع أو أشهر للقيام بها”.
وحتى الآن، قام الباحثون بزراعة الصمامات في الأغنام. في هذه الدراسة الأولية، التي استمرت لمدة ساعة واحدة فقط، نجحت الصمامات في التحكم في تدفق الدم في القلب، ولم تسبب تمزقات أو تكوين خثرات، وسمحت بتسلل الخلايا المجاورة.
