بالتعاون بين مدينة زويل والجامعة الأمريكية

أبحاث مصرية لتصميم شرائح «بيولوجية» ذكية لتشخيص السرطان

بعدما ظلت مقترنة بالاتصالات والتطبيقات الإلكترونية، تقتحم «الشرائح البيولوجية» مجال الطب وتشخيص الأمراض، من خلال دراسة دورها فى تقديم خدمات متطورة للكشف عن السرطان والأمراض الفيروسية مثل تحليل الكبد الوبائى بى وسي. وترتكز الأبحاث المصرية على تصميم وتقييم استخدام تكنولوجيا الإلكترونيات القياسية والعامة وهى شبه موصل أكسيد الفلز المكمل «CMOS» كبديل أقل تكلفة عن التكنولوجيات المتوافرة حاليا.
وتحدث د. يحيى إسماعيل أستاذ قسم هندسة الإلكترونيات وهندسة الاتصالات ومدير مركز إلكترونيات وأجهزة النانو بالجامعة الأمريكية بالقاهرة ومدينة زويل للعلوم والتكنولوجيا، عن الشرائح الإلكترونية المتطورة والمزودة بوظائف خاصة للاستشعار والتأثير على الخلايا البيولوجية. وهو ما يعظم استخداماتها الطبية بوصفها وسيلة أكثر سرعة وتوافرا إلى جانب انخفاض تكلفتها مقارنة بوسائل التشخيص التقليدية.
وفى محاضرة بالجامعة الأمريكية استعرض التكنولوجيات المختلفة فى تصنيع الشرائح البيولوجية والتى تتضمن أنواعا كثيرة من المجسات والمحركات. وعادة ما تكون هذه المجسات كيميائية، ويمكن أن تكون المحركات معقدة مثل مضخات وقنوات ميكانيكية بالغة الصغر «MEMs» والتى تتضمن نظما كهروميكانيكية صغرى وذلك لنقل السوائل والخلايا. وعلى الرغم من الدقة البالغة لهذه النظم إلا أنه يصعب تصنيعها بأعداد كبيرة فضلاً عن كونها باهظة التكلفة.
وهو التحدى بحسب د. يحيى متمثلا فى نقل الخلايا والسوائل باستخدام تكنولوجيا أقل تكلفة اعتمادا على تكنولوجيا CMOS التى تضمن تصنيع شرائح «ذكية» بصورة سريعة ومضمونة ومنخفضة التكلفة وأيضا بكميات هائلة. وهو الاتجاه الجديد الذى تتركز عليه ابحاث الفريق المصري. وكما يقول د. يحيى «نحن نحاول استخدام وسائل مكتشفة حديثا نسبيا، حيث يمكن نقل الخلايا عبر إضافة الإشارات الكهربائية إلى الأقطاب الكهربائية دون أى أجزاء ميكانيكية. كما نعمل على استبدال المجسات الكيميائية بمجسات فيزيائية والتى يمكنها الكشف عن الخصائص الفيزيائية للخلايا».
وحاليا يعكف د. يحيى وفريقه البحثى على دراسة الخواص الفيزيائية المميزة للخلية المصابة مقارنة بالخلية السليمة من حيث الحجم والوزن والقدرة على التوصيل الكهربائى وغيرها من الخصائص. وتجمع هذا الجهود البحثية تعاونا بين كل من مركز الإلكترونيات وأجهزة النانو بالجامعة الأمريكية بالقاهرة، وجامعة زويل من خلال عدد من المنح المحلية والدولية، بهدف تصميم واختبار الشرائح البيولوجية فى تشخيص الأمراض والإمكانيات المستقبلية لتطوير استخدامها.
ويتوقع د. يحيى خلال العشر سنوات المقبلة أن يتاح منتج مصري من الشرائح البيولوجية فى الصيدليات بتكلفة منخفضة وخطوات سهلة على غرار تحاليل السكر وكشف الحمل المتوافر فى الصيدليات وقريب إلى يد المستهلك بمنزله. وعلى الرغم من أن الأبحاث المصرية تستهدف تطوير شرائح للتشخيص والكشف المبكر عن مرض السرطان، إلا أن القائمة تطول للاستخدامات الواعدة للشرائح البيولوجية فى الكشف عن الأمراض الأخرى الفيروسية أو تحليل الحمض النووى أو تحليل الدم الشامل. حيث تعتبر الشرائح البيولوجية اتجاها جديدا وجزءا من طفرة تكنولوجية هائلة فى العلوم والطب.