به نقل از آی‌ای، این دستگاه فوق‌العاده نازک و فوق تیز آماده تغییر چشم انداز پزشکی برای گوش داخلی است.

خالقان این سوزن پیشرفته، جراح گوش و حلق و بینی، آنیل لالوانی(Anil Lalwani) و مهندس مکانیک جفری کیسار(Jeffrey Kysar) از دانشگاه کلمبیا، بر این باورند که اختراع آنها در ارائه درمان‌ها به نواحی غیرقابل دسترس در حلزون مارپیچی شکل و پر از مایع گوش، کمک خواهد کرد. این ساختار در گوش داخلی، مسئول شنوایی است.

نیاز به میکروسوزن

توسعه این میکروسوزن در زمان حساسی انجام می‌شود که در آن ژن درمانی می‌تواند به طور بالقوه شنوایی را با بازسازی سلول‌های آسیب دیده توسط صداهای بلند، بازیابی کند.

با این حال، ارائه دقیق و ایمن این درمان‌ها به دلیل آناتومی پیچیده حلزون گوش، چالش برانگیز است. دسترسی به سلول‌های لازم نیاز به عبور از یک غشای ظریف تقریبا دو میلی‌متری دارد که اغلب هنگام استفاده از ابزارهای جراحی سنتی پاره می‌شود. این پارگی می‌تواند به کاهش غیرقابل برگشت شنوایی و مشکلاتی در حفظ تعادل منجر شود.

یکی از اهداف اولیه این میکروسوزن، وارد کردن دارو و روش‌های درمانی به حلزون گوش بدون آسیب رساندن به این غشای شکننده است. علاوه بر این، میکروسوزن، استخراج مایع از حلزون گوش را امکان‌پذیر می‌کند و به تشخیص اختلالات گوش داخلی کمک می‌کند. تجزیه و تحلیل این مایع می‌تواند درک علت بیماری‌ها را افزایش دهد و توسعه درمان‌های موثرتر را تسهیل کند.

یک همکاری بی‌نظیر

همکاری بین لالوانی و کیسار به طور غیرمنتظره‌ای حدود دوازده سال پیش آغاز شد. در ابتدا، کیسار از دانستن چالش‌های دسترسی به گوش داخلی شگفت زده شد.

او اعتراف کرد: من تصور می‌کردم که پزشکان می‌توانند به هر مکانی در بدن انسان دسترسی داشته باشند. با این حال، گوش داخلی تا حد زیادی ناشناخته باقی ماند و فرصتی منحصر به فرد برای نوآوری مهندسی بود.

کیسار که شیفته چالش‌های مهندسی بود، به تحقیق پرداخت و مقالات کمی را کشف کرد که به پیچیدگی‌های غشای حلزون گوش می‌پرداختند. این فقدان دانش، بیشتر به علاقه او برای توسعه یک راه حل، دامن زد.

چالش‌ها و راه حل‌های میکروسوزن

کیسار توضیح داد که یکی از چالش‌های اصلی در ایجاد سوزن، درک عواملی است که باعث پارگی غشا می‌شوند.

این تیم غشای حلزون گوش را به عنوان یک برزنت محکم کشیده تصور کردند که اگر سوراخ ایجاد شده روی آن خیلی بزرگ باشد، پاره می‌شود، اما اگر به اندازه کافی کوچک باشد، می‌تواند ثابت بماند.

هدف این بود که یک میکروسوزن نازک‌ ایجاد شود که با عرض یک موی انسان قابل مقایسه باشد. برای رسیدن به این هدف، کیسار و لالوانی از روش‌های ساخت پیشرفته مانند فوتولیتوگرافی دو فوتونی که یک روش چاپ سه بعدی است و می‌تواند ساختارهایی با دقت بسیار بالا تولید کند، استفاده کردند.

این فناوری به آنها اجازه می‌دهد تا سوزن‌های تیزتری نسبت به سوزن‌های پزشکی موجود ایجاد کنند که به اندازه کافی قوی باشد که در برابر استفاده عملی مقاومت کند. از طریق آزمایش‌های گسترده، آنها اطمینان حاصل کردند که میکروسوزن‌های آنها می‌توانند بدون نقص عمل کنند. آنها بدون مشاهده هیچ گونه اثرات منفی یا کاهش شنوایی، جراحی‌های متعددی را روی حیوانات انجام دادند.

غشاء که با میکروسوزن سوراخ شده است، در عرض حدود دو روز بهبود می‌یابد. لالوانی و کیسار که در حال اصلاح طراحی خود هستند، به پتانسیل میکروسوزن خود خوش‌بین هستند.