التكنولوجيا الحيوية
قد تستفيد توصيل الأدوية المستهدف من تقنية جديدة تعتمد على الموجات الصوتية
أضف Securities.io إلى مصادرك المفضلة على Google
تحريك الأشياء دون لمسها
اكتشفت العلوم الحديثة طرقًا لتحريك الأشياء دون لمسها. تم ذلك أولاً باستخدام ما يُسمى بالملاقط الضوئية التي تستخدم الضوء، ثم تم تكراره بسرعة باستخدام الملاقط الصوتية التي تستخدم الصوت.
تُعَدّ الملاقط الصوتية ذات اهتمام خاص لأنها تستطيع اختراق معظم المواد. يتيح نطاق ترددها الواسع التلاعب بأشياء بأحجام مختلفة، من الخلايا الفردية إلى الأجسام المعقدة. كما أنها غير ضارة للأنسجة البيولوجية.
لهذا السبب، قد تمتلك الملاقط الصوتية مجموعة واسعة من التطبيقات، من الجراحة إلى توصيل الأدوية. المشكلة هي أنه حتى الآن، كان التحكم الدقيق أثناء استخدامها صعبًا في بيئة معقدة مثل جسم حي.
هذا يتغير بفضل الاكتشافات الجديدة المنشورة في مجلة Nature Physics التي أجراها باحثون في معهد EPFL (سويسرا) وجامعة فيينا للتكنولوجيا (النمسا).
الدفع بالموجات الصوتية
استخدم فريق البحث طريقة جديدة لإنشاء ملاقط صوتية تُسمى “تشكيل زخم الموجة”. التقنية هي تكيف للموجات الصوتية لطريقة مبتكرة تستخدم الضوء لتنظيمها رغم البيئة “الفوضوية”.
في الأساس، تقوم أولاً “برسم خريطة” لتأثير التشتت الناتج عن العقبات إلى بنية مصفوفية (إلى اليمين أدناه)، مما يسمح بتحديد كيفية استخدام الملاقط رغم وجود العقبات في الطريق.
تتطور مصفوفة التشتت هذه في الوقت الفعلي مع حركة الجسم، وكان الحفاظ على تحديثها في الوقت الفعلي أحد الإنجازات الرئيسية للباحثين الذين استخدموا أدوات رياضية معقدة لتحقيق ذلك.
المصدر: Nature
هذا يغيّر طريقة عمل الملاقط الصوتية. عادةً ما تحجز الطريقة الجسم في موضع واحد. هنا، على العكس، تدفع الموجات الصوتية الجسم بلطف على طول، مثل عصا الهوكي التي تدفع القرص.
تعمل الطريقة مع الأجسام الكروية، وكذلك مع الأشكال الأكثر تعقيدًا. يمكنها أيضًا التحكم في الدورانات، مما يضيف مرونة أكبر للحركات الممكنة. يمكنها العمل مع أي مادة تقريبًا، دون الحاجة إلى أن يكون الهدف مغناطيسيًا أو مقاومًا بشكل خاص.
المصدر: Nature
التطبيقات المحتملة
الطب والتقنية الحيوية
إمكانية العلاج العلاجي المباشر في جميع أنحاء الجسم دون جراحة أمر مثير للاهتمام. يمكن أن يُستخدم ذلك خصوصًا في علاج السرطان، حيث يمكن أن يعزز توصيل الدواء مباشرة إلى الورم الكفاءة بشكل كبير.
“بعض طرق توصيل الأدوية تستخدم بالفعل الموجات الصوتية لإطلاق الأدوية المغلفة، لذا فإن هذه التقنية جذابة بشكل خاص لدفع الدواء مباشرة نحو خلايا الورم”
وبالمثل، يمكن إجراء التحليل البيولوجي وأخذ العينات دون لمس الأنسجة مباشرة، مما يقلل من خطر التلوث أو الضرر الناتج عن الإجراء.
أخيرًا، يمكن أيضًا استخدامها في هندسة الأنسجة أو حتى الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد. السماح بالتلاعب دون الحاجة إلى القطع يمكن أن يساعد في إنشاء تصاميم أكثر تعقيدًا، مما يقرّبنا خطوة واحدة من حلم إنتاج الأعضاء حسب الطلب.
التصنيع
التحرك بحرية في جميع الاتجاهات، الجسيمات الصغيرة يبدو تمامًا ما تسعى الطباعة ثلاثية الأبعاد لتحقيقه.
في هذا الصدد، قد تكون الملاقط الصوتية طريقة جديدة تُضاف إلى تقنيات التصنيع الإضافي الحالية، حيث تُرتب الجسيمات قبل ربطها معًا لتشكيل جسم صلب.
يمكن أيضًا استخدامها لتجميع أجزاء منفصلة، حتى عندما يكون التلاعب المباشر غير ممكن.
هل ليست الأولى؟
نحن بالفعل غطينا تقنية مشابهة في مقالتنا “قد تلغي مصادر الطاقة الصوتية الحاجة إلى الشق أثناء الجراحة قريبًاy”.
فيها، شرحنا كيف يمكن لنوع آخر من الملاقط الضوئية تحقيق نتائج مشابهة. في تلك الحالة، كان التركيز أكثر على إجراء الجراحة دون أي شقوق وتحريك الأجسام الصغيرة داخل الجسم.
كان ذلك، مع ذلك، من نوع “الكلاسيكي” للملاقط الضوئية، حيث يتم تثبيت الجسم في موضع واحد.
في الحالتين، تحقق الملاقط الصوتية تقدمًا كبيرًا في علومها الأساسية، سواءً للجراحة مع رؤية في الوقت الفعلي عبر الإيكوغرافيا أو مع أنظمة دفع دقيقة للغاية ومصفوفة تشتت محدثة للحفاظ على دقة الحركة المقصودة.
لذا يجب أن ندخل الآن المرحلة التي ستُصبح فيها هذه التقنيات معيارية وتجارية، مما يساعد على دفع أنواع جديدة من العلاجات المبتكرة وتعزيز كفاءة العلاجات الحالية.
شركات التلاعب ثلاثي الأبعاد
بينما يُباع أحد أكثر أنظمة الجراحة الروبوتية تقدمًا من قبل Intuitive Surgical (ISRG ) (ISRG)، فإن الشركة تفتقر إلى الخبرة في الموجات فوق الصوتية أو التنظير مقارنةً ببعض منافسيها. لذا، من المحتمل أن يكون أول تطبيق طبي واقعي للملاقط الصوتية من شركات الأجهزة الطبية التي تتقن بالفعل دمج العديد من أنظمة الأجهزة الطبية مثل الروبوتات أو أدوات الجراحة.
بدلاً من ذلك، قد تستفيد التقدمات في الملاقط الصوتية بشكل كبير من الطباعة ثلاثية الأبعاد والطباعة الحيوية، لذا قد تستفيد شركة رائدة في هذا القطاع أيضًا.
1. Medtronic plc
MDT مخطط السعر
تُعد Medtronic رائدة في مجال الأجهزة الطبية، خصوصًا في الجراحة والعناية المكثفة. بينما يمكن اعتبار القطاعات الأخرى ذات صلة بها، يمثل قطاع الجراحة الطبية في Medtronic إيرادات بقيمة 2.1 مليار دولار من إجمالي 7.7 مليار دولار.
المصدر: Medtronic
نمت الشركة من خلال النمو العضوي، بفضل نسبة كبيرة من ميزانية البحث والتطوير (2.7 مليار دولار في 2022) والعمليات الاستحواذية (9 عمليات في 2022 وإجمالي قيمتها 3.3 مليار دولار من الاستحواذات الإضافية المخطط لها لعام 2023).
ترى Medtronic فرصة هائلة لجراحة روبوتية أبسط وأقل تكلفة:
“فقط 2٪ من الجراحات حول العالم تُجرى بمساعدة الروبوتات. هناك 98٪ المتبقية التي تحتاج إلى إجراء جراحة بمساعدة الروبوتات ولكن ليس اليوم بسبب تكلفة وعبء الاستخدام”
وبهذا الاستراتيجية في الاعتبار، طورت Medtronic نظام Hugo.
المصدر: Medtronic
كما تبيع جهاز Mazor X Stealth للجراحة الروبوتية للعمود الفقري، بفضل استحواذها بقيمة 1.7 مليار دولار على Mazor Robotics في ديسمبر 2018.
بشكل عام، فإن السمعة المتميزة لشركة Medtronic وتواجدها في كل مستشفى تقريبًا على الأقل لبعض المعدات يمنحها نقطة دخول جيدة لالتقاط حصة قوية من سوق الجراحة الروبوتية الناشئ، سواءً من خلال التطوير الداخلي أو الاستحواذات.
كما تبيع بالفعل أنظمة الموجات فوق الصوتية التنظيرية، ويمكن لتواجدها في مجال أمراض القلب أن يساعد في تطبيق تقنية الملاقط الصوتية على العلاجات والجراحات القلبية الوعائية.
2. Cyfuse Biomedical K.K.
T مخطط السعر
تأسست الشركة اليابانية في عام 2010 وبدأت في بيع طابعات ثلاثية الأبعاد للباحثين في عام 2013.
تركّز على إنتاج الأنسجة والأعضاء دون أي هياكل صناعية، فقط الخلايا نفسها، من خلال منصة S‑Spike. هذا هدف طموح، ولكنه أيضًا الشكل النهائي للطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد الذي من المرجح أن يُعتمد مع مرور الوقت.
قد يكون غياب الهياكل الداعمة أمرًا حاسمًا لإنتاج أعضاء “متميزة” أقرب ما يمكن إلى الأعضاء الأصلية. التقنية يمكنها طباعة قطع أعضاء بحجم 2-3 سم فقط في كل مرة.
المصدر: Cyfuse Biomedical
تستهدف 4 قطاعات: المفاصل، الكبد، الأعصاب، والأوعية الدموية. يمكن أيضًا استخدامها لإنشاء أعضاء “تدريبية” للجراحين، مما يساعدهم على التعلم دون تعريض حياة المريض للخطر.
المصدر: Cyfuse Biomedical
حتى الآن، لا تحقق Cyfuse أرباحًا (بعد فترة ربحية قصيرة في 2021) لكنها تسجل بالفعل بضعة ملايين من الدولارات في الإيرادات.
هذه الشركة موجهة للمستثمرين المرضى، وتعتمد على أن تصبح هذه التقنية أكثر انتشارًا وتتحسن إلى درجة تمكنها من بناء أعضاء كاملة مرة واحدة في كتلة واحدة.
في هذا الصدد، قد تفتقر الملاقط الصوتية المتقدمة إلى خطوات لتجميع أعضاء أكثر تعقيدًا وكبيرة.
