ทีมใช้ AI และหุ่นยนต์เพื่อรักษาอาการบาดเจ็บที่ไขสันหลัง

ทีมนักวิจัยที่ Rutgers University ได้ใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) และหุ่นยนต์เพื่อกำหนดโปรตีนรักษาโรค ทีมงานสามารถรักษาเสถียรภาพของเอนไซม์ที่สามารถย่อยสลายเนื้อเยื่อแผลเป็นที่เกิดจากการบาดเจ็บที่ไขสันหลังได้สำเร็จ นอกจากนี้ยังสามารถส่งเสริมการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ 

การศึกษาที่ตีพิมพ์ใน วัสดุการดูแลสุขภาพขั้นสูง. 

ทำให้เอนไซม์เสถียร

เอนไซม์ที่ทำให้เสถียรโดยทีมงานคือ Chondroitinase ABS (ChABC)

Adam Gormley เป็นผู้ตรวจสอบหลักของโครงการและเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ที่ Rutgers School of Engineering (SOE) ที่ Rutgers University-New Brunswick

“การศึกษานี้เป็นหนึ่งในครั้งแรกที่มีการใช้ปัญญาประดิษฐ์และหุ่นยนต์เพื่อกำหนดโปรตีนรักษาโรคที่มีความไวสูงและขยายกิจกรรมของพวกมันออกไปเป็นจำนวนมาก มันเป็นความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ” Gormely กล่าว 

ตาม Gormley ส่วนหนึ่งของแรงจูงใจในการทำงานนี้ให้สำเร็จนั้นมาจากความเชื่อมโยงส่วนตัวกับการบาดเจ็บที่ไขสันหลัง

“ฉันจะไม่มีวันลืมตอนที่อยู่ที่โรงพยาบาลและเรียนรู้ว่าเพื่อนสนิทสมัยมหาวิทยาลัยคงจะเดินไม่ได้อีกแล้วหลังจากเป็นอัมพาตตั้งแต่ช่วงเอวลงมาหลังจากอุบัติเหตุจากการขี่จักรยานเสือภูเขา” กอร์เมลีกล่าว “การบำบัดที่เรากำลังพัฒนาอาจช่วยให้ผู้คนเช่นเพื่อนของฉันลดรอยแผลเป็นที่ไขสันหลังลงและกลับมาทำงานได้ นี่เป็นเหตุผลที่ดีที่จะตื่นขึ้นในตอนเช้าและต่อสู้เพื่อต่อยอดทางวิทยาศาสตร์และการบำบัดที่มีศักยภาพ”

การส่งเสริมการสร้างเนื้อเยื่อใหม่

Shashank Kosuri เป็นนักศึกษาปริญญาเอกด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ที่ Rutgers SOE และเป็นผู้เขียนหลักของการศึกษานี้ 

Kosuri เน้นย้ำว่าการบาดเจ็บที่ไขสันหลังอาจส่งผลเสียต่อจิตใจ ร่างกาย และความเป็นอยู่ที่ดีทางเศรษฐกิจและสังคมของผู้ป่วยและครอบครัว หลังจากได้รับบาดเจ็บอย่างใดอย่างหนึ่ง จะเกิดการอักเสบขึ้นเป็นลำดับ และทำให้เกิดเนื้อเยื่อแผลเป็นหนาแน่น 

ChABC สามารถย่อยสลายโมเลกุลของเนื้อเยื่อแผลเป็นและส่งเสริมการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ แต่มีความไม่เสถียรสูงที่อุณหภูมิร่างกายมนุษย์ (98.6° F) ที่อุณหภูมินี้จะสูญเสียกิจกรรมทั้งหมดภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง 

โคพอลิเมอร์สังเคราะห์สามารถพันรอบ ChABC และทำให้เสถียรในสภาพแวดล้อมจุลภาคที่ไม่เป็นมิตร นักวิจัยทำให้เอนไซม์มีความเสถียรโดยใช้แนวทางที่ขับเคลื่อนด้วย AI ซึ่งเกี่ยวข้องกับหุ่นยนต์จัดการของเหลวเพื่อสังเคราะห์และทดสอบความสามารถของโคพอลิเมอร์ในการทำให้ ChABC เสถียรและรักษากิจกรรมของมันไว้ที่ 98.6° F 

นักวิจัยประสบความสำเร็จในการระบุโคพอลิเมอร์หลายตัวที่ทำงานได้ดี และโคพอลิเมอร์หนึ่งตัวสามารถรักษาเอนไซม์ไว้ได้ 30% นานถึงหนึ่งสัปดาห์ ผลลัพธ์เหล่านี้อาจมีนัยสำคัญต่อการดูแลอาการบาดเจ็บไขสันหลังในอนาคต