الشبكة نيوز : جل جديد قابل للحقن ينشط بالضوء يعمل على شفاء العظام بشكل أسرع

في عالمنا اليوم، يعاني عدد متزايد من الناس من مشاكل العظام الناتجة عن الإصابات أو الالتهابات أو العيوب الخلقية، ومع التقدم في السن، أصبحت هذه المشاكل أكثر شيوعًا.

عادةً ما تتضمن العلاجات التقليدية ترقيع العظام ، حيث يستخدم الأطباء قطعًا من العظام أو مواد مشابهة لملء المناطق المتضررة، وغالبًا ما يحتاجون أيضًا إلى إضافة مواد تشبه الغراء لتثبيت القطع في مكانها، لكن هذه العلاجات قد تكون معقدة ومؤلمة وليست فعالة دائمًا.

وفقا لموقع ” thebrighterside”، أصبحت أنواع من الجل المائية القابلة للحقن طريقةً جديدةً واعدةً لعلاج عيوب العظام، يمكن إدخال هذه المواد اللينة إلى الجسم عبر حقنة، مما يُسدّ فجوات العظام دون الحاجة إلى عمليات جراحية كبيرة، وهي أقل تدخلاً وأسهل استخدامًا، لكن العديد من أنظمة الهلاميات المائية الحالية تعاني من مشكلتين رئيسيتين، أولًا، لا تلتصق جيدًا بأنسجة العظام في الظروف الرطبة، ثانيًا، لا تُساعد العظام على النمو بقوة من تلقاء نفسها.

لكن دراسة جديدة جلبت أملاً جديداً، حيث ابتكر فريق من الباحثين من جامعة POSTECH ، وهي جامعة رائدة في العلوم والتكنولوجيا بكوريا الجنوبية، هلاماً هيدروجيلاً لاصقاً قابلاً للحقن، وهو هلام مبتكر، يمكن حقن هذا الجل الخاص في الجسم، والالتصاق بأسطح العظام الرطبة، والمساعدة في نمو عظام جديدة في آنٍ واحد.

نوع جديد من الشفاء بالضوء

ما يميز هذا الهيدروجيل الجديد هو آلية عمله،  عند تعرضه للضوء المرئي، يصبح متماسكًا ويبدأ ببناء أنسجة العظام من الداخل، هذا الضوء آمن تمامًا على الجسم ويعمل في وقت قصير. يقوم الضوء بوظيفتين في آن واحد، أولًا، يُسبب التصاق مكونات الجل بإحكام، وتُسمى هذه العملية بالترابط الضوئي، ثانيًا، يُنشط تفاعل بناء المعادن الذي يُكوّن مواد تُشبه العظام داخل الجل.

يُتاح هذا بفضل مزيج ذكي من المكونات، يحتوي الهيدروجيل على الألجينات، وهي مادة طبيعية موجودة في الأعشاب البحرية، كما يحتوي على بروتين مستوحى من بلح البحر، تلك الكائنات البحرية المعروفة بتماسكها القوي على الصخور.

أضاف العلماء أجزاءً خاصة إلى هذا البروتين تُمكّنه من الالتصاق بأنسجة الجسم بشكل أفضل، حتى في حالة البلل. تُساعد أيونات الكالسيوم والفوسفونوديولات على تحفيز تكوين معادن العظام ، كما تضمن مادة كيميائية حساسة للضوء تُعرف باسم المُبادر الضوئي أن تبدأ العملية عند تسليط الضوء عليها فقط.

تُشكّل هذه العناصر مجتمعةً سائلاً كثيفاً لا يمتزج بالماء، بمجرد حقنه في الجسم وتعريضه للضوء المرئي، يتصلب بسرعة ويتحول إلى بنية صلبة تشبه الإسفنج، يُوفّر هذا الشكل الصلب إطاراً لنموّ عظم جديد.

أقوى وأكثر أمانًا وفعالية

من أهم مزايا هذا الهيدروجيل قوة التصاقه، ففي الاختبارات تحت الماء، أظهر قوة التصاق أكبر من الهلاميات المائية السابقة، كما صمدت بشكل أفضل تحت الضغط، مما يعني أنها لا تنهار بسهولة داخل الجسم، تُعد هذه القوة مهمة لأن العظام تتعرض لضغط وحركة كبيرين، ولن تصمد الحشوة الضعيفة في مثل هذه البيئة.

ومن المهم أيضًا ثبات الجل في مكانه، فبفضل تركيبته الفريدة، لا يتسرب أو يتحرك بعد الحقن، وهذا أمر بالغ الأهمية عند التعامل مع عيوب العظام المعقدة أو غريبة الشكل.

ولكن ربما جاءت النتيجة الأكثر إثارة من التجارب على الحيوانات الحية، استخدم الباحثون نموذجًا لفأر أُجريت فيه ثقب في عظم الفخذ، العظم الطويل في الساق، ثم حقنوا الهيدروجيل في المنطقة المتضررة وسلطوا عليه ضوءًا مرئيًا.

التصق الجل تمامًا بسطح العظم غير المنتظم، وبدأ يُساعد على تكوين عظم جديد، لم تكن هناك حاجة لإضافة أي مواد إضافية لطعوم العظم، وفي غضون فترة قصيرة، بدأ العيب بالشفاء، وملأ عظم جديد الفراغ.

وهذا يعني أن الهيدروجيل لا يبقى في مكانه ويلتصق جيدًا فحسب، بل إنه يخلق أيضًا الظروف المثالية لنمو خلايا العظام وإصلاح التلف – دون الحاجة إلى ترقيع العظام الخارجية.

تغيير جذري في مجال إصلاح العظام

يعتقد الباحثون القائمون على هذه الدراسة أن الهيدروجيل الخاص بهم قادر على تغيير طريقة علاج إصابات العظام بشكل جذري، وأوضح البروفيسور هيونج جون تشا، قائد المشروع، قائلاً: “يمثل نظام الهيدروجيل القابل للحقن لتجديد العظام، الذي طوره فريقنا البحثي، بديلاً مبتكرًا للعلاجات المعقدة التقليدية لأمراض العظام، وسيُحدث نقلة نوعية في تكنولوجيا تجديد أنسجة العظام.

جل للحقن

كانت الهلاميات المائية الضوئية في السابق تعاني من بعض المشاكل

، فكانت تتطلب غالبًا إضافة طعوم عظمية منفصلة، ولم تكن قوة الترابط كافية، ومع مرور الوقت، كان الهلام يتحلل أو يفشل في الثبات في مكانه الصحيح، أما هذا النهج الجديد، فيتغلب على كل هذه المشاكل بخطوة واحدة.

يُظهر البحث، الذي نُشر مؤخرًا في مجلة Biomaterials ، إحدى أبرز المجلات في هذا المجال، كيف يمكن للعلم المتقدم والمواد المستوحاة من الطبيعة أن تتعاون معًا، فمن خلال الجمع بين التصاق يشبه التصاق بلح البحر مع هلام من الأعشاب البحرية ومعادن تُكوّن العظام، ابتكر الفريق أداةً ذكية وآمنة وفعّالة للشفاء.

ماذا يعني هذا للمستقبل

قد يُسهّل هذا الهيدروجيل القابل للحقن على الأطباء علاج إصابات العظام، خاصةً لدى كبار السن أو المصابين بجروح معقدة، يُمكن استخدامه في جراحة الأسنان ، أو إصلاح المفاصل، أو بعد الحوادث التي تُؤدي إلى كسور في العظام في أماكن يصعب الوصول إليها.
وهذا يعني أيضًا عددًا أقل من العمليات الجراحية ، وتكاليف أقل، وأوقات شفاء أسرع، ولأنه لا يتطلب طعومًا عظمية إضافية أو مواد إضافية، فإنه يُبسط عمل الجراحين ويُقلل من المخاطر على المرضى.

مع أن البحث لا يزال في مراحله الأولى، إلا أن نجاحه في الدراسات المخبرية والحيوانية يُبشر بنتائج واعدة. ومع المزيد من الاختبارات والموافقات، قد ينتقل هذا الهيدروجيل قريبًا من المختبرات إلى المستشفيات.

سيواصل العلماء تحسين التركيبة، واختبارها على حيوانات أكبر حجمًا، والعمل على تجربتها على البشر، لكن في الوقت الحالي، تُمثل هذه التركيبة خطوةً مثيرةً نحو حل أحد أصعب تحديات الطب، ألا وهو كيفية إعادة نمو العظام بطريقة آمنة وبسيطة وقوية.

جل للحقن يشاعد على شفاء العظام