طور علماء رقاقة بيولوجية جديدة تستخدم الكهرباء لتعجيل شفاء الجروح، بمعدل أسرع ثلاث مرات من المعتاد.
ومن المعروف أن الحقول الكهربائية يمكنها توجيه حركات خلايا الجلد، ودفعها نحو موقع الإصابة على سبيل المثال. وفي الواقع، يولّد جسم الإنسان مجالًا كهربائيًا يقوم بذلك بشكل طبيعي.
لذلك؛ شرع باحثون من جامعة فرايبورغ في ألمانيا في تضخيم التأثير. وعلى الرغم من أنه قد لا يشفي الإصابات الشديدة بسرعة أفلام الخيال العلمي، فإنه يمكن أن يقلل بشكل جذري من الوقت الذي تستغرقه الجروح للتعافي.
بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من الجروح المزمنة التي تستغرق وقتًا طويلاً للشفاء، مثل كبار السن، أو المصابين بداء السكري، أو الأشخاص الذين يعانون من ضعف الدورة الدموية، فإن التعافي السريع من الجروح الصغيرة والمفتوحة يمكن أن يكون منقذًا لهم.
تقول ماريا أسبلوند، عالمة الإلكترونيات الحيوية في جامعة فرايبورغ وجامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد: “الجروح المزمنة مشكلة مجتمعية كبيرة لا نسمع عنها الكثير”.
وتضيف: “إن اكتشافنا لطريقة قد تشفي الجروح أسرع بثلاث مرات يمكن أن يغير قواعد اللعبة بالنسبة لمرضى السكري وكبار السن، وهم من بين آخرين يعانون غالبًا من جروح لا تلتئم”.
وفي حين أن الكهرباء التي تم إنشاؤها يمكن أن تساعد في الشفاء، فإن تأثير قوة المجال الكهربائي واتجاهه على العملية لم يكن ثابتًا على الإطلاق.
لذلك طور الباحثون منصة إلكترونية حيوية، واستخدموها لتنمية جلد صناعي مكون من خلايا تسمى الخلايا الكيراتينية، وهي أكثر أنواع خلايا الجلد شيوعًا، وضرورية لعملية الشفاء.
وقارنوا أيضًا تطبيق المجالات الكهربائية على جانب واحد من الجرح مع الحقول المتناوبة على جانبي الجرح.
كل من الخلايا الكيراتينية الصحية والخلايا الكيراتينية المصممة لتشبه تلك الموجودة في مرضى السكري هاجرت أسرع بثلاث مرات من خلايا الجلد التي تركت دون أي تداخل كهربائي.
لحسن الحظ، لم تتضرر أي من الخلايا بسبب الحقول الكهربائية التي تم اختبارها. تقول أسبلوند: “لقد رأينا أنه عندما نحاكي مرض السكري في الخلايا، فإن الجروح الموجودة على الشريحة تلتئم ببطء شديد”.
وتضيف: “مع ذلك، من خلال التحفيز الكهربائي، يمكننا زيادة سرعة الشفاء، بحيث تتوافق الخلايا المصابة بداء السكري تقريبًا مع خلايا الجلد السليمة”.
وتزيد الجروح التي لا تلتئم بطريقة نموذجية وسريعة من خطر الإصابة بالعدوى وتأخير الشفاء بشكل أكبر. في الحالات الشديدة، يمكن أن يؤدي هذا إلى البتر، ما يجعل أي عملية تسرع العملية تستحق البحث.
وتتمثل المرحلة التالية في اختبار كيفية عمل كل هذا على الجروح الفعلية لدى البشر الأحياء، بدلاً من خلايا الجلد المزروعة في المختبر. وسيعتمد تطوير التطبيقات العملية على ترجمة المواد المستعملة الرخيصة والمتاحة بسهولة في التجربة إلى مواقف واقعية.
نقول أسبلوند: “نحن نبحث الآن في كيفية تفاعل خلايا الجلد المختلفة في أثناء التحفيز، لنقترب خطوة أقرب إلى الجرح الواقعي (…) نحن مقتنعون بأن هذا هو مفتاح المساعدة الفعالة للأفراد الذين يعانون من جروح بطيئة الالتئام في المستقبل”
