Σε μια πρωτοποριακή προσπάθεια για τη βελτίωση των ιατρικών θεραπειών για την απώλεια ακοής και άλλες παθήσεις του εσωτερικού αυτιού, μια ομάδα ιατρών και μηχανικών συνεργάστηκε για πάνω από μια δεκαετία για την ανάπτυξη μιας καινοτόμου μικροβελόνας.

Οι δημιουργοί αυτής της μικροβελόνας, ο χειρουργός ΩΡΛ Ανίλ Λαλουάνι και ο μηχανολόγος μηχανικός Τζέφρι Κάιζαρ από το Πανεπιστήμιο Κολούμπια, πιστεύουν ότι η εφεύρεσή τους θα αλλάξει το παιχνίδι στην παροχή θεραπειών σε απρόσιτες περιοχές εντός του κοχλία – τη σπειροειδή, γεμάτη υγρό δομή στο εσωτερικό αυτί που είναι υπεύθυνη για την ακοή.

«Δεν είναι υπερβολικό να πούμε ότι η μικροβελόνα μας θα μπορούσε να είναι το κλειδί για την ιατρική ακριβείας για το εσωτερικό αυτί», δήλωσε ο Λαλουάνι.

Η ανάπτυξη αυτής της μικροβελόνας έρχεται σε μια κρίσιμη στιγμή που η γονιδιακή θεραπεία μπορεί δυνητικά να αποκαταστήσει την ακοή αναγεννώντας κύτταρα που έχουν καταστραφεί από δυνατούς θορύβους. Ωστόσο, η ακριβής και ασφαλής παροχή αυτών των θεραπειών έχει αποδειχθεί δύσκολη λόγω της περίπλοκης ανατομίας του κοχλία.

Η πρόσβαση στα απαραίτητα κύτταρα απαιτεί πλοήγηση μέσα από μια λεπτή μεμβράνη πλάτους περίπου 2 mm που συχνά σκίζεται όταν χρησιμοποιούνται παραδοσιακά χειρουργικά εργαλεία. Αυτή η ρήξη μπορεί να οδηγήσει σε μη αναστρέψιμη απώλεια ακοής και προβλήματα ισορροπίας. Ένας από τους πρωταρχικούς στόχους αυτής της μικροβελόνας είναι να εισάγει θεραπείες στον κοχλία χωρίς να βλάψει αυτή την εύθραυστη μεμβράνη. Επιπλέον, η βελόνα επιτρέπει την εξαγωγή υγρού από τον κοχλία, βοηθώντας στη διάγνωση διαταραχών του εσωτερικού αυτιού όπως η νόσος του Meniere, η οποία προκαλεί ζάλη, ναυτία και απώλεια ακοής.

Η ανάλυση αυτού του υγρού θα μπορούσε να βελτιώσει την κατανόηση αυτών των παθήσεων και να διευκολύνει την ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών θεραπειών.

Μια μοναδική συνεργασία

Η συνεργασία μεταξύ των δυο ερευνητών ξεκίνησε απροσδόκητα πριν από περίπου δώδεκα χρόνια. Αρχικά, ο Κάιζαρ εξεπλάγη όταν έμαθε για τις προκλήσεις της πρόσβασης στο εσωτερικό αυτί.

«Είχα φανταστεί ότι οι γιατροί μπορούσαν να έχουν πρόσβαση σε οποιοδήποτε μέρος του ανθρώπινου σώματος», είπε.

Ωστόσο, το εσωτερικό αυτί παρέμεινε σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητο, παρουσιάζοντας μια μοναδική ευκαιρία για μηχανική καινοτομία. Κατά την έρευνά του, ο Κάιζαρ ανακάλυψε ότι η βιβλιογραφία που ασχολείται με τις περιπλοκές της μεμβράνης του κοχλία ήταν ελάχιστη. Αυτή η έλλειψη υπάρχουσας γνώσης τροφοδότησε περαιτέρω το ενδιαφέρον του για την ανάπτυξη μιας λύσης.

Προκλήσεις και λύσεις

Ο Κάιζαρ εξήγησε ότι μία από τις βασικές προκλήσεις στη δημιουργία της μικροβελόνας ήταν η κατανόηση των παραγόντων που προκαλούν το σχίσιμο των υλικών. Η ομάδα θεώρησε την κοχλιακή μεμβράνη ως ένα σφιχτά τεντωμένο μουσαμά – εάν μια τρύπα είναι πολύ μεγάλη, θα σκιστεί, αλλά αν είναι αρκετά μικρή, μπορεί να παραμείνει άθικτη.

Ο στόχος ήταν να δημιουργήσουν μια μικροβελόνα λεπτότερη από το μέγεθος της μεμβράνης, συγκρίσιμη με το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας. Για να το επιτύχουν αυτό, χρησιμοποίησαν προηγμένες τεχνικές κατασκευής όπως η φωτολιθογραφία δύο φωτονίων, μια μέθοδος τρισδιάστατης εκτύπωσης ικανή να παράγει δομές εξαιρετικά λεπτής ανάλυσης. Αυτή η τεχνολογία τους επέτρεψε να δημιουργήσουν πιο αιχμηρές βελόνες από τις υπάρχουσες και αρκετά ισχυρές ώστε να αντέχουν στην πρακτική χρήση. Μέσω εκτεταμένων δοκιμών, η ομάδα επιβεβαίωσε ότι οι μικροβελόνες της αποδίδουν άψογα. Διεξήγαγαν πολλές χειρουργικές επεμβάσεις σε ζώα χωρίς να παρατηρήσουν αρνητικές επιπτώσεις ή απώλεια ακοής.

Καθώς συνεχίζουν να βελτιώνουν το σχεδιασμό τους, οι δυο ερευνητές είναι αισιόδοξοι για τις δυνατότητες της μικροβελόνας. Οραματίζονται ότι θα μεταμορφώσει τη θεραπεία των παθήσεων του εσωτερικού αυτιού και ότι θα ανοίξει το δρόμο για νέες θεραπευτικές προσεγγίσεις στην ακοολογία.

ΠΗΓΗ: Interesting Engineering