Tutkimusryhmä käyttää tekoälyä ja robottiikkaa selkärankavammojen hoitoon

Rutgersin yliopiston tutkimusryhmä on käyttänyt tekoälyä ja robottiikkaa lääkeaineiden kehittämiseen. Ryhmä onnistui stabiloimaan entsyymia, joka voi hajottaa arpeenmuodostumia, jotka johtuvat selkärankavammasta. Se voi myös edistää kudosten uudistumista.

Tutkimus julkaistiin Advanced Healthcare Materials -julkaisussa.

Entsyymien stabiloiminen

Ryhmän stabiloima entsyymi on Kondroitiinaasi ABS (ChABC).

Adam Gormley on hankkeen pääjohtaja ja apulaisprofessori biolääketieteellisessä insinööritieteessä Rutgersin yliopistossa.

“Tämä tutkimus edustaa yhtä ensimmäisistä kertaa, jolloin tekoälyä ja robottiikkaa on käytetty herkkien lääkeaineiden kehittämiseen ja niiden toiminnan laajentamiseen. Se on merkittävä tieteellinen saavutus”, Gormley sanoi.

Gormleyn mukaan osa motivaatiosta tämän työn tekemiseen tulee henkilökohtaisesta yhteydestä selkärankavammaan.

“En voi koskaan unohtaa ollessani sairaalassa ja oppineeni, että läheinen yliopistoystäväni luultavasti ei koskaan pystyisi kävelemään jälleen, kun hän oli halvaantunut vyötärön alapuolelta mountain bike -onnettomuuden jälkeen”, Gormley sanoi. “Hoito, jota kehitämme, saattaa joskus auttaa ihmisiä, kuten ystävääni, vähentämään arpea selkärankansa ja palauttamaan toimintakykynsä. Tämä on loistava syy herätä aamulla ja taistella tieteen ja mahdollisen hoidon puolesta.”

Kudosten uudistumisen edistäminen

Shashank Kosuri on biolääketieteellisen insinööritieteellisen tohtorikoulutuksen opiskelija Rutgersin yliopistossa ja tutkimuksen pääkirjoittaja.

Kosuri korostaa, että selkärankavammat voivat vaikuttaa negatiivisesti potilaiden ja heidän perheidensä psyykkiseen, fyysiseen ja sosioekonomiseen hyvinvointiin. Tämän kaltaisen vamman jälkeen tapahtuu toissijainen tulehdusreaktio, josta seuraa tiheä arpeenmuodostuma.

ChABC pystyy hajottamaan arpeenmolekyylejä ja edistämään kudosten uudistumista, mutta se on erittäin epävakaa ihmisruumiin lämpötilassa (98,6 °F). Tässä lämpötilassa se menettää kaiken toimintakykynsä muutamassa tunnissa.

Synteettiset kopolymeerit voivat kietoutua ChABC:n ympärille ja stabiloida sen epäedullisissa mikroympäristöissä. Tutkijat stabiloivat entsyymia käyttämällä tekoälyohjattua lähestymistapaa, jossa käytettiin nestekäsittelyrobottiikkaa kopolymeerien syntetisointiin ja testaamiseen ChABC:n stabiloimiseksi ja sen toiminnan ylläpitämiseksi 98,6 °F lämpötilassa.

Tutkijat onnistuivat tunnistamaan useita kopolymeerejä, jotka suorittivat hyvin, ja yksi kopolymeeri säilyi 30 % entsyymistä jopa yhden viikon ajan. Nämä tulokset voivat olla merkittäviä selkärankavammojen tulevaisuuden hoidossa.