الموجات فوق الصوتية: هذه هي الطريقة التي تعمل بها

نموذج جديد يشرح عمل الموجات فوق الصوتية على الخلية الحية 

نموذج جديد تم تطويره في كلية الهندسة الطبية الحيوية يشرح عمل الموجات فوق الصوتية على الخلية الحية. تم تطوير النموذج، الذي تم تقديمه في مجلة PNAS (مجلة الأكاديمية الأمريكية للعلوم)، العام الماضي من قبل البروفيسور إيتان كيميل، والبروفيسور شاي شوهام والدكتور بوريس كراسوفيتسكي.
يشرح النموذج الظواهر التي لوحظت منذ سنوات في الأسماك الذهبية، باستخدام المجهر الإلكتروني، في أطروحة الدكتوراه للدكتور فيكتور فرانكل تحت إشراف البروفيسور كيميل.
الموجات فوق الصوتية هي تقنية تصوير شائعة ومهمة، وتستخدم من بين أشياء أخرى في الطب. نظرًا لأنها تقنية غير جراحية يمكن استخدامها بطريقة مستهدفة، فإن استخدام الموجات فوق الصوتية يتزايد أيضًا لأغراض العلاج والشفاء. إلا أن طريقة عمل الموجات فوق الصوتية في هذه الاستخدامات، والتفاعل بينها وبين الخلية الحية، لم تكن واضحة حتى الآن.
يقول البروفيسور كيميل: "يجمع نموذجنا بين فيزياء وديناميكيات الفقاعات مع الميكانيكا الحيوية للخلية". "يشرح النموذج بشكل أساسي أصل الفقاعات التي تتشكل في أنسجة الجسم تحت تأثير الموجات فوق الصوتية."
وفقا للنموذج المذكور أعلاه، تمارس الموجات فوق الصوتية طاقة ميكانيكية على غشاء الخلية (الغشاء)، الذي يتكون من طبقتين أحادية الجزيئية من الدهون. تتسبب هذه الطاقة في تضخم وتقلص المساحة داخل الغشاء. يقول البروفيسور كيميل: "هذا هو جوهر التفاعل بين الموجات فوق الصوتية والأنسجة البيولوجية، وهذا هو مصدر الفقاعات التي تتشكل في الأنسجة".

تطبيقات متنوعة

يقدر باحثو التخنيون أن النموذج الجديد سيمكن من تطوير تطبيقات مختلفة ومتنوعة مثل إدخال الأدوية إلى الدماغ والأورام في أنسجة الجسم، والتعديل (التنشيط الاستباقي لمناطق الجهاز العصبي، على سبيل المثال بين الأشخاص المصابين بالشلل) ، قمع الألم، وتشجيع نمو الأوعية الدموية والتحام الجروح والعظام. ومع ذلك، يؤكدون أنه من المهم إعادة تعريف نطاقات الشدة الآمنة في استخدام الموجات فوق الصوتية. "يؤثر تشغيل الموجات فوق الصوتية على وظيفة بروتينات الخلية ونفاذية الغشاء. عند شدات معينة، قد يكون لذلك عواقب إيجابية على الخلية، لكن الشدة الأعلى قد تسبب ضررًا لها - كما ترون في الرسم البياني السفلي على اليمين. ولهذا السبب نوصي بمواصلة التحقيق في المشكلة وفقًا للنموذج الذي قمنا بتطويره".