غرسات المواد الفوقية الذكية
برنامج بحثي لتطوير غرسات مبتكرة للعمود الفقري مصنوعة من المواد الفوقية الاحتكاكية (meta-tribomaterials) التي تستفيد من الحركات الدقيقة للعمود الفقري لتوليد طاقة كهربائية آمنة بيولوجيًا لمراقبة القوى وتوفير تحفيز علاجي، بما يحسّن في النهاية اندماج العظام ويقلل الألم ويسرّع تعافي المرضى.
الرسالة
تطوير غرسات مبتكرة للعمود الفقري مصنوعة من المواد الفوقية الاحتكاكية تستفيد من الحركات الدقيقة للعمود الفقري لتوليد طاقة كهربائية آمنة بيولوجيًا لمراقبة القوى وتوفير تحفيز علاجي، بما يحسّن في النهاية اندماج العظام ويقلل الألم ويسرّع تعافي المرضى.
مجالات البحث الرئيسية
- تصميم المواد الفوقية الاحتكاكية
- النمذجة الحاسوبية وتصميم المواد الفوقية الاحتكاكية بخصائص محسّنة لحصاد الطاقة والتطبيقات العلاجية
- حصاد الطاقة
- تطوير أنظمة تحوّل الحركات الدقيقة للعمود الفقري إلى طاقة كهربائية آمنة بيولوجيًا للمراقبة والتحفيز
- مراقبة القوى
- أنظمة مراقبة للقوى في الوقت الفعلي تستخدم الطاقة المحصودة لتتبع الأحمال على العمود الفقري وتقدم الالتئام
- التحفيز العلاجي
- بروتوكولات تحفيز كهربائي خاصة بكل مريض تسرّع الالتئام وتقلل الألم أثناء التعافي
- بنية قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد
- تقنيات طباعة ثلاثية الأبعاد متقدمة لإنشاء بنى غرسات خاصة بكل مريض مع تحكم دقيق في البنية المجهرية
- تعزيز اندماج العظام
- تقنيات مصممة لتحسين نتائج اندماج العظام وتقليل المضاعفات أثناء التعافي من جراحة العمود الفقري
المنهجية
يستخدم برنامجنا البحثي تقنيات تصميم حاسوبي متقدمة لهندسة خصائص المواد الفوقية الاحتكاكية بما يحسّن كفاءة حصاد الطاقة والنتائج العلاجية. ونستخدم تحليل العناصر المحدودة المتقدم وخوارزميات التعلم الآلي للتنبؤ بسلوك الغرسة في ظل ظروف التحميل الفسيولوجية وتصميم الأشكال الهندسية المثلى لتوليد الطاقة. وتتيح عملية التصنيع بالطباعة ثلاثية الأبعاد تحكمًا دقيقًا في البنية المجهرية للغرسة وتُمكّن من التخصيص لكل مريض. وتشمل بروتوكولات الاختبار الشاملة التوصيف الميكانيكي الحيوي وتقييم كفاءة حصاد الطاقة ودراسات التوافق الحيوي. ونتعاون مع شركاء سريريين لتقييم سلامة وفعالية بروتوكولات التحفيز الكهربائي في بيئات بحثية محكومة.
استفسارات البحث
للاستفسارات المتعلقة بالتعاون أو الإعلام حول هذا البرنامج، تواصل مع المعهد مباشرةً.