บทความเบื้องหลังนี้จัดทำขึ้นเพื่อ Livescience โดยร่วมมือกับมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ
Suncica "Sunny" Canic เก่งวิชาคณิตศาสตร์ในโรงเรียนดังนั้นนั่นคือสิ่งที่เธอไล่ตามเป็นอาชีพ แต่เธอก็ชอบยาเช่นกัน
เมื่อเธอย้ายไปที่ฮุสตันเท็กซัสและพบกับผู้เชี่ยวชาญโรคหัวใจในงานปาร์ตี้เธอเริ่มพูดคุยกับพวกเขาเกี่ยวกับสิ่งที่พวกเขาทำ - และรู้ว่าเธอสามารถช่วยได้
“ ฉันรู้ว่าเราสามารถให้มุมมองของการเปลี่ยนแปลงของเหลวและกลไกเพื่อช่วยพวกเขาในการตัดสินใจ…ตัวอย่างเช่นเกี่ยวกับการปลูกถ่ายอวัยวะที่พวกเขาใช้ในขั้นตอนของพวกเขา” เธอกล่าว
ขดลวดเป็นท่อตาข่ายขนาดเล็กที่ทำจากโลหะผสมโลหะที่ถือเส้นเลือดเปิดหลังจากพวกเขาอุดตันด้วยแผ่นโลหะที่ก่อให้เกิดโรค แม้ว่าขดลวดได้รับการออกแบบให้เข้ากันได้กับร่างกายมนุษย์บางครั้งพวกเขาก็ทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์เช่นก้อนเลือดและการก่อตัวของเนื้อเยื่อแผลเป็น ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงพยายามเคลือบด้วยเซลล์ที่ทำให้หลอดเล็ก ๆ เข้ากันได้มากยิ่งขึ้น
แต่สิ่งเหล่านี้ก็ยังไม่สมบูรณ์แบบ Canic กล่าว เลือดไหลผ่านการใส่ขดลวดที่เคลือบยังสามารถจับตัวเป็นก้อนหรือฉีกเซลล์ออกไป นี่คืออย่างที่ Canic กล่าวไว้ "ไม่ดี" ศาสตราจารย์วิชาคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยฮุสตัน Canic สร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อเป็นแนวทางในการค้นหาการเคลือบที่ดีกว่า
เธอยังใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อศึกษาจุดแข็งและจุดอ่อนของโครงสร้างการใส่ขดลวดที่แตกต่างกัน งานของเธอสามารถช่วยให้ผู้ผลิตมีการออกแบบการใส่ขดลวดและช่วยให้แพทย์เลือกสิทธิ์ขดลวดสำหรับผู้ป่วยในที่สุดก็ปรับปรุงผลลัพธ์ของผู้ป่วย
นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์มักจะจำลองการใส่ขดลวดในสามมิติ การติดตามคะแนนประมาณ 200,000 คะแนนหรือโหนดตามตาข่ายใส่ขดลวดแบบจำลองนั้นมีขนาดใหญ่มาก
ร่วมกับ Josip Tambaca ผู้ทำงานร่วมกันของมหาวิทยาลัยซาเกร็บในโครเอเชียและคู่หูนักศึกษาของเธอ Kosor Canic เขียนโปรแกรมที่ง่ายกว่ามาก โปรแกรมนี้ให้พวกเขาได้ผลลัพธ์เดียวกันโดยใช้เพียง 400 โหนด
การใช้แบบจำลองที่เรียบง่ายนักวิจัยได้ตรวจสอบการออกแบบของขดลวดหลายแห่งในตลาดเพื่อดูว่าโครงสร้างใดที่ดีที่สุดสำหรับหลอดเลือดหรือขั้นตอนที่เฉพาะเจาะจง ตัวอย่างเช่นพวกเขาพบว่าขดลวดที่มี "การออกแบบแบบเปิด" - ที่ซึ่งก้านแนวนอนอื่น ๆ ถูกนำออกมา - โค้งได้ง่ายซึ่งทำให้พวกเขาดีที่จะใส่หลอดเลือดหัวใจโค้งโค้ง
Canic ยังใช้แบบจำลองในการออกแบบการใส่ขดลวดด้วยคุณสมบัติเชิงกลที่ปรับให้เหมาะกับขั้นตอนการเปลี่ยนวาล์วหัวใจทดลองโดยเฉพาะ เธอพบว่าการใส่ขดลวดพิเศษนี้ใช้งานได้ดีที่สุดสำหรับขั้นตอนเมื่อมันแข็งตรงกลางและแข็งน้อยกว่าที่ปลาย นอกจากนี้เธอพบว่าการรวมความงอเข้ากับความแข็งเรเดียล - ที่ซึ่งคุณสามารถโค้งงอเป็นรูปร่าง U แต่คุณไม่สามารถบีบท่อปิด - สร้างการใส่ขดลวดที่มีโอกาสโก่งน้อยกว่าที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน
ส่วนที่คุ้มค่าที่สุดในการทำงานของเธอ Canic กล่าวคือ "เราสามารถใช้คณิตศาสตร์สำหรับสิ่งที่มีประโยชน์เชื่อมโยงกับปัญหาในโลกแห่งความจริง" เธอรายงานว่าผู้ทำงานร่วมกันของเธอได้นำผลการจำลองของเธอไปใช้ในทางปฏิบัติแล้ว
ในขณะเดียวกันความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเธอคือการทำหน้าที่เป็นเอกอัครราชทูตคณิตศาสตร์ให้กับชุมชนทางการแพทย์และวิศวกรรมชีวภาพ
ในตอนแรกเธอกล่าวว่าเป็นการยากที่จะร่วมมือกับผู้คนจากสาขาต่าง ๆ ที่พูดภาษาวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกัน “ แต่เมื่อพวกเขาเห็นว่ามีข้อมูลมากมายที่อาจเป็นประโยชน์มันก็ง่ายขึ้นมาก” เธอกล่าว "ตอนนี้ผู้คนต้องการคุยกับเราจากศูนย์การแพทย์พวกเขามาหาเราและถามคำถามและนั่นก็ดี"
วันนี้ Canic กำลังช่วยเหลือทีมงานที่ Texas Heart Institute ศึกษาแหล่งที่ผิดปกติสำหรับการเคลือบขดลวด: กระดูกอ่อนหู ทีมเชื่อว่าเนื้อเยื่อที่เก็บเกี่ยวได้ง่ายนี้จะทำให้การใส่ขดลวดทางชีวภาพมากขึ้นแม้ว่าพวกเขาจะยังไม่ทราบว่าเซลล์กระดูกอ่อนหูเติบโตหรือทำงานในสภาพแวดล้อมเช่นหลอดเลือดมนุษย์ได้อย่างไร
Canic ใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ของเธอเพื่อจำลองวิธีการเลือดโต้ตอบกับเซลล์กระดูกอ่อนที่เคลือบด้วยการใส่ขดลวดและวิธีที่เซลล์ติด (หรือไม่) ไปยังพื้นผิวที่ใส่ขดลวด เธอเสียบความหนาของเหลวที่แตกต่างกันและแรงเฉือนของเลือดไหลผ่านขดลวดเพื่อดูว่าอะไรที่อาจกระตุ้นให้กระดูกอ่อนบนขดลวดที่เคลือบใหม่เพื่อรักษาเสถียรภาพอย่างรวดเร็ว แบบจำลองนี้ช่วยให้ผู้ทำงานร่วมกันเรียนรู้เงื่อนไขที่ดีที่สุดในการทดสอบในการทดลองติดตามผลขณะที่พวกเขาค้นหาวิธีการรักษาล่วงหน้าก่อนที่แพทย์จะปลูกฝังพวกเขา
Canic ต้องการร่วมมือกับชุมชนการแพทย์ในขณะที่เธอก้าวไปข้างหน้าด้วยการวิจัยของเธอ เธอวางแผนที่จะดูขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพรวมถึงการจำลองพลวัตของของเหลวของวาล์ว mitral ที่สำรอก (ที่เลือดบางส่วนไหลย้อนกลับในสูบฉีดหัวใจ) เพื่อช่วยให้แพทย์วินิจฉัยอาการอย่างแม่นยำมากขึ้นโดยใช้อัลตร้าซาวด์ “ แน่นอนว่าฉันจะทำงานต่อไปในพื้นที่นี้” เธอกล่าว "มันคุ้มค่ามาก"
- 10 อันดับแรกที่น่าทึ่งเกี่ยวกับหัวใจของคุณ
- 8 เหตุผลเอวของเรากำลังขยายตัว
- หลอดเลือดสังเคราะห์ไม่ได้เป็น strech เช่นนั้น
หมายเหตุบรรณาธิการ: งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (NSF) หน่วยงานรัฐบาลกลางถูกเรียกเก็บเงินจากการระดมทุนการวิจัยขั้นพื้นฐานและการศึกษาในทุกสาขาของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม ความคิดเห็นการค้นพบและข้อสรุปหรือคำแนะนำใด ๆ ที่แสดงในเนื้อหานี้เป็นของผู้เขียนและไม่จำเป็นต้องสะท้อนมุมมองของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ดูเบื้องหลังการเก็บถาวร
