قدمتها المهندسة هدير حسام هاشم
المختبر على شريحة (Lab-on-a-Chip): كيف نختزل مختبرات التحليل الضخمة في شريحة هندسية مجهرية؟
في قلب الثورة التقنية الحيوية، برز مصطلح المختبر على شريحة (Lab-on-a-Chip - LOC) ليمثل واحداً من أعظم إنجازات الهندسة الطبية الحيوية. لم يعد إجراء التحاليل الطبية المعقدة يتطلب مختبرات بمساحات واسعة وأجهزة عملاقة؛ بل أصبح بإمكاننا اختزال تلك العمليات داخل شريحة سيليكونية أو بلاستيكية لا يتجاوز حجمها بضعة سنتيمترات مربعة.
ما هو نظام "المختبر على شريحة"؟
تقنية LOC هي عبارة عن جهاز يدمج وظائف مختبرية متعددة في شريحة واحدة صغيرة جداً. تعتمد هذه التقنية على هندسة الموائع الدقيقة (Microfluidics)، وهي العلم الذي يتحكم في كميات ضئيلة جداً من السوائل (بمقياس بيكوليتر) داخل قنوات مجهرية.
كيف تعمل هذه الشريحة الهندسية؟
تعتمد الشريحة على تصميم مسارات دقيقة يتم من خلالها توجيه العينة (مثل قطرة دم أو لعاب) لتمر بمراحل مختلفة:
الترشيح: فصل الخلايا المطلوبة عن بقية المكونات.
التفاعل الكيميائي: خلط العينة مع كواشف مجهرية.
الكشف والتحليل: إصدار إشارة رقمية أو ضوئية تحدد النتيجة فوراً.
لماذا تمثل هذه التقنية مستقبل الهندسة الطبية؟
السرعة الفائقة: تقليص وقت ظهور النتائج من أيام إلى دقائق معدودة.
كفاءة الموارد: استهلاك كميات ضئيلة جداً من العينات والكواشف الكيميائية المكلفة.
التشخيص في "نقطة الرعاية" (Point-of-Care): إمكانية إجراء التحاليل في المناطق النائية أو حتى في منزل المريض دون الحاجة لمستشفى مركزي.
الدقة العالية: تقليل الأخطاء البشرية من خلال أتمتة العمليات بالكامل داخل الشريحة.
دور المهندس الطبي في تطوير تقنية LOC
إن تصميم هذه الشرائح يتطلب مهارات هندسية فذة تشمل:
التصميم الميكانيكي: لرسم القنوات المجهرية بدقة النانومتر.
علم المواد: لاختيار مواد حيوية تتوافق مع الأنسجة البشرية ولا تتفاعل سلبياً مع العينات.
الإلكترونيات الطبية: لدمج المستشعرات (Sensors) التي تحول التفاعلات الحيوية إلى بيانات رقمية.
إن تقنية المختبر على شريحة ليست مجرد ابتكار تقني، بل هي إعادة صياغة لمفهوم الطب الوقائي والعلاجي. نحن في قسم الهندسة الطبية نسعى لمواكبة هذه الأبحاث لتمكين طلبتنا من قيادة هذا التحول الذي سيجعل التشخيص الطبي متاحاً للجميع، في كل مكان وزمان.
جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق