การบาดเจ็บร้ายแรงและไม่ร้ายแรงที่เกิดจากกับระเบิดและระเบิดแสวงเครื่อง (IEDs) เป็นเรื่องปกติธรรมดาที่น่าตกใจ สร้างความเจ็บปวดให้กับผู้คนมากถึง 20,000 คนต่อปีในเขตความขัดแย้งในปัจจุบันและในอดีต ผู้ที่รอดชีวิตจากแรงระเบิดดังกล่าวมักต้องทนทุกข์ทรมานกับการตัดแขนขาเนื่องจากแรงระเบิดที่เกิดจากคลื่นกระแทกแรงดันสูงและผลกระทบจากการระเบิดอื่นๆ
นอกจาก
ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับแขนขาในทันที คลื่นกระแทกยังก่อให้เกิดสภาพที่ยาวนานซึ่งจะเกิดขึ้นในสัปดาห์และเดือนหลังการระเบิด ภาวะนี้ คือการก่อตัวของกระดูกที่ผิดปกติในเนื้อเยื่ออ่อน เช่น กล้ามเนื้อและเอ็น โดยปกติจะอยู่ในส่วนของแขนขาที่ใกล้กับจุดที่เกิดการบาดเจ็บครั้งแรก
“HO เป็นปัญหาใหญ่” อธิบาย “มันก่อให้เกิดปัญหาทางคลินิกที่สำคัญที่สุดปัญหาหนึ่งต่อผู้เสียชีวิตจากการตัดแขนขาด้วยแรงระเบิด เนื่องจากพยาธิสภาพนี้มีผลกระทบโดยตรงต่อการฟื้นฟูและการกลับสู่การเคลื่อนไหวที่ใช้งานได้” แม้จะมีความชุกของ HO ในหมู่ผู้รอดชีวิตจากการระเบิด
แต่รายละเอียดว่าการโหลดเชิงกลของเนื้อเยื่อทำให้เกิดสภาวะนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ส่วนใหญ่เป็นเพราะการทดลองเกี่ยวกับเซลล์ที่มีชีวิตยังไม่ได้ครอบคลุมถึงสภาวะความเครียดที่รุนแรงซึ่งเกี่ยวข้องกับการบาดเจ็บจากการระเบิด Sory และเพื่อนร่วมงานพยายามเติมเต็มช่องว่างนั้น
ด้วยการนำความเชี่ยวชาญจากสาขาฟิสิกส์แรงกระแทกและชีววิทยาเซลล์ต้นกำเนิดมารวมกัน ทีมงานได้พัฒนาการตั้งค่าการทดลองใหม่เพื่อศึกษาผลกระทบของเซลล์จากการโหลดทางกลที่รุนแรง นักวิจัยได้สร้างแท่นโหลด 3 แท่นแยกกัน ซึ่งสามารถให้ตัวอย่างเซลล์และเนื้อเยื่อในหลอดทดลอง
เกิดความเครียดได้หลากหลาย ตั้งแต่แรงที่เกิดจากกิจกรรมประจำวันที่ระดับล่างสุด ไปจนถึงแรงที่เกิดจากกับระเบิดและอุปกรณ์ระเบิดอื่นๆ ที่ระดับบนสุด ในการทดลองครั้งแรกโดยใช้การตั้งค่าใหม่ซึ่งเกิดขึ้นในศูนย์การศึกษาการบาดเจ็บจากระเบิดที่ พวกเขาพบว่ากิจกรรมของยีนที่แสดงถึง H O
มีความสัมพันธ์
ที่ซับซ้อนกับพารามิเตอร์การโหลดทีมงานได้ดัดแปลงเครื่องมือทดลองที่มีอยู่เพื่อให้สามารถรองรับตัวอย่างเซลล์ที่หลากหลายซึ่งใช้กันทั่วไปในการสืบสวนในหลอดทดลอง ตัวอย่างเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการบำรุงรักษาในสภาพแวดล้อมที่ปลอดเชื้อและเข้ากันได้ทางชีวภาพตลอดระยะเวลา
ของการทดลอง และจะต้องได้รับคืนในสภาพที่สมบูรณ์สำหรับการศึกษาในภายหลังพวกเขาปฏิบัติตามข้อกำหนดเหล่านี้โดยการห่อหุ้มตัวอย่างในห้องความดันที่ปิดสนิทซึ่งเกิดจากโพลีไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS) ด้วยการควบคุมอัตราส่วนของส่วนประกอบ นักวิจัยจึงปรับอิมพีแดนซ์อะคูสติกของโพลิเมอร์
ให้ตรงกับเนื้อเยื่อพื้นเมือง ทำให้คลื่นความดันส่งผ่านจากอุปกรณ์ไปยังเซลล์ภายในตัวอย่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อขยายสายพันธุ์และอัตราความเครียดที่หลากหลาย นักวิจัยได้รวมห้องความดันเข้ากับแพลตฟอร์มการทดลองสามแบบแยกกัน ระบบการควบคุมอัตราความเครียดทางสรีรวิทยา
ซึ่งเป็นตัวแทนของความเครียด เช่น ความเครียดที่เกิดจากการเดิน การวิ่ง และการกระโดด ได้รับการจัดการโดยเครื่องทดสอบอเนกประสงค์ที่ได้รับการดัดแปลง แท่นขุดเจาะน้ำหนักแบบหล่นครอบคลุมระบอบการปกครองระดับกลาง และแถบแรงดันแบบแยกฮอปกินสันให้อัตราการบรรทุกสูงสุดเช่นเดียว
การทดสอบ
ครั้งแรกของทีมเกี่ยวกับการตั้งค่าใหม่ของพวกเขาเกี่ยวข้องกับเซลล์ ที่ได้จากเยื่อหุ้มเซลล์ของหนูซึ่งเป็นเยื่อหุ้มเนื้อเยื่อบาง ๆ ที่ปกคลุมพื้นผิวด้านนอกของกระดูก ในการทดลองบางอย่าง นักวิจัยได้ระงับเซลล์เหล่านี้ในของเหลว ในเซลล์อื่นๆ เซลล์ถูกยึดไว้ภายในโครงสร้างไฮโดรเจล 3 มิติ
ยี่สิบสี่ชั่วโมงหลังจากให้ตัวอย่างกับสายพันธุ์และอัตราความเครียดที่หลากหลาย พวกเขาวัดการแสดงออกของปัจจัยการถอดความที่เรียกว่า Runx2 ซึ่งบ่งชี้ว่าเซลล์ถูกเตรียมไว้เพื่อแยกความแตกต่างในเนื้อเยื่อกระดูก เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นใน H O ในขณะที่การแสดงออกของ Runx2 เกี่ยวข้อง
กับการโหลดเชิงกล ตัวอย่างเช่น อัตราความเครียดระดับกลางและสูงเท่านั้นที่สร้างการเพิ่มขึ้น รูปแบบไม่ตรงไปตรงมา แต่อัตราความเครียด ความเครียดสูงสุด ระยะเวลาความเครียด และธรรมชาติของตัวอย่าง (สารแขวนลอยของของไหลหรือนั่งร้าน 3 มิติ) ทั้งหมดรวมกันเพื่อช่วยในการเตรียมเซลล์ด้วย
วิธีที่ซับซ้อนในการทดลองในอนาคต Sory และเพื่อนร่วมงานหวังว่าจะสำรวจกลไกระดับเซลล์ของ H O ให้ละเอียดยิ่งขึ้นโดยใช้ MSC ของมนุษย์ในตัวอย่างที่แสดงถึงเนื้อเยื่อในร่างกาย ได้ดีกว่า แม้ว่าจุดมุ่งหมายสูงสุดของพวกเขาคือการพัฒนาวิธีการรักษาที่ป้องกันการเริ่มมีอาการของ H O
ในผู้ที่ตกเป็นเหยื่อการระเบิด แต่อาจมีสถานการณ์ที่เป็นประโยชน์ในการกระตุ้นเงื่อนไขโดยเจตนา
“ในความเป็นจริง” “การเข้าใจกลไกของการก่อตัวของ H O สามารถช่วยพัฒนากลยุทธ์การรักษาแบบใหม่สำหรับโรคกระดูกและเพื่อซ่อมแซมการสูญเสียมวลกระดูก”กับที่เนื้อเยื่อใกล้กับระเบิด
ในสหรัฐอเมริกากล่าวว่าสูตรของทั้งคู่อาจเป็นค่าประมาณที่ดีสำหรับสิ่งที่เขาเรียกว่า “ของเหลวทั่วไป” แต่เขาคิดว่าข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับความยาวในระดับรัศมีบอร์และเวลาที่เชื่อมโยงกับความถี่ อาจไม่เป็นจริงเสมอไป เขากล่าวว่าในก๊าซ Fermi ที่เย็นจัด เช่น อะตอมของลิเธียมหรือโพแทสเซียม
ประเทศแคนาดากล่าวว่า “เอกสารจำนวนมากกำลังพัฒนาอัลกอริทึมแบบคลาสสิกเพื่อจำลองระบบควอนตัม เพราะมีระบบควอนตัมมากมายรอบตัว และนักฟิสิกส์ก็สนใจว่าพวกมันมีพฤติกรรมอย่างไร” วิจัย. “การมุ่งความสนใจเฉพาะไปที่ความยิ่งใหญ่ของควอนตัมเป็นช่วงเวลาหนึ่งที่อาจจะขยายออกไปอีก
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
