شريحة ذكية تنبض بالحياة.. قفزة نوعية في أبحاث أمراض الأوعية الدموية

اعتمدت النماذج التقليدية لسنوات على قنوات مستقيمة أشبه بأنابيب زجاجية، تفتقر إلى تعقيدات الجسم البشري.

لكن النموذج الجديد، المعروف باسم Vessel-on-a-Chip، يتجاوز هذه البساطة ليحاكي التفرعات الطبيعية، ومناطق التضيق، وحتى التمددات الخطرة التي تُشبه القنابل الصامتة داخل الشرايين.

ويتيح الجهاز الميكروفلويدي دراسة تدفق الدم داخل بيئة هندسية قريبة من الواقع، حيث تتغير السرعات وتتشكل دوامات دقيقة وتختلف قوى الاحتكاك بحسب شكل الوعاء، وهو ما كان يصعب رصده بدقة في النماذج القديمة.

يركز الباحثون على تحليل ما يُعرف بـ"إجهاد القص"، وهي القوة الميكانيكية الناتجة عن احتكاك الدم بجدار الوعاء.

قد تكون هذه القوة حارسًا للصحة في حال توازنها، أو شرارةً لبدء أمراض مزمنة عندما تختل.

ووجود خلايا بطانية حقيقية تبطن القنوات داخل الشريحة يمنح النموذج بُعدًا بيولوجيًا حيًا، إذ لا يقتصر الأمر على محاكاة الشكل، بل يشمل تفاعل الخلايا مع التدفق، واستجابتها للضغوط والتغيرات، وكأنها تعيش داخل شريان مصغّر.

يسعى الفريق إلى توظيف التقنية في تسريع اختبار العلاجات الخاصة بأمراض مثل تصلب الشرايين وتمدد الأوعية وارتفاع ضغط الدم.

فالقدرة على إعادة خلق مناطق التفرع أو التضيق تمنح العلماء نافذة لفهم كيف ولماذا تتشكل اللويحات في مواقع محددة دون غيرها.

وتندرج هذه التقنية ضمن توجه أوسع يُعرف بـ"الأعضاء على شريحة"، الذي يهدف إلى تقليل الاعتماد على التجارب الحيوانية، مع تقديم نتائج أكثر قربًا من الواقع السريري.

يمتاز النموذج بقابليته للتخصيص، ما يفتح الباب مستقبلاً لتصميم أوعية تحاكي حالات مرضى بعينهم، في إطار الطب الشخصي.

ويخطط الباحثون لإضافة خلايا العضلات الملساء وخلايا مناعية، بهدف دراسة التفاعلات المعقدة داخل جدار الوعاء، في ما يصفه الفريق بـ"البعد الرابع" لهذه التقنيات، حيث يلتقي الشكل المعماري بالقوى الميكانيكية والاستجابة البيولوجية في مشهد واحد.