Bu gün Amerikada kiçik uşaqlar arasında ən çox yayılmış xəstəliyin orta qulaq infeksiyası olması valideynlər üçün təəccüblü olmayacaq.
Amerikalılar hər il qulaq infeksiyalarına 5 milyard dollar xərcləyirlər. Çox vaxt həkimlər eyni infeksiya üçün iki fərqli antibiotik təyin edirlər. Daha ciddi hallarda, infeksiyaların yaratdığı təzyiqi az altmaq üçün qulaq nağarasına boru daxil edərək, ildə 500 000-dən çox əməliyyat həyata keçirirlər.
Bununla belə, uşaqların təxminən 20 faizində yeniyetməlik və hətta yetkinlik dövründə də davam edən təkrar qulaq infeksiyası epizodları olur. Xroniki infeksiyalar eşitmə və tarazlığın itirilməsinə, həmçinin daha kritik daxili qulaq infeksiyalarına səbəb ola bilər.
Bu arada, tədqiqatçılar yeni antibiotiklər hazırlamaq üçün mübarizə aparır, çünki bakteriyalar mövcud dərmanlara davamlı olur.
Samir Ghadiali, Bethlehemdəki Lehigh Universitetinin maşınqayırma və mexanika professoru, problemin həlli üçün daha yaxşı bir yol olduğunu düşünür.
Ghadiali, Lehigh-in Biomühəndislik və Həyat Elmləri Proqramının üzvü, orta qulağı burnun arxası və yuxarı boğazı birləşdirən və havanı tənzimləməyə kömək edən evstaki borusunu idarə edən biomexaniki və biofiziki xüsusiyyətləri öyrənir. qulağın daxili təzyiqi.
Ghadiali'nin işi mühəndislərin tibbi problemlər üçün yeni vasitələrin tapılması və sınaqdan keçirilməsi axtarışında oynadığı artan rolun nümunəsidir.
Eustaki borusunun disfunksiyası orta qulaq xəstəliklərinin əsas səbəbi olsa da, o deyir ki, antibiotiklər və qulaq boruları borunun funksiyasını yaxşılaşdırmağa çalışmır.
"Tədqiqatımızın məqsədi evstaki borusunun disfunksiyasının səbəblərini müəyyən etməkdir" deyir Ghadiali. "Ümid edirik ki, bu, orta qulaq xəstəliyinin əsas səbəbini hədəf alan yeni müalicə terapiyalarının inkişafına gətirib çıxaracaq."
Eustaki borusu əzələ, qığırdaq və yağ toxumasından ibarət mürəkkəb sistemdir. Sağlam yetkinlərdə gündə üç və ya dörd dəfə açılır və bağlanır və daha tez-tez daha yüksək hündürlüklərə ekskursiya hava təzyiqinin dəyişməsinə səbəb olduqda və qulaqların partlamasına səbəb olur. İnfeksiya qulaqların daha tez-tez partlamasına səbəb olur, lakin daha ciddi xəstəlik östaki borusunun tamamilə açılıb bağlanmasına mane ola bilər.
Ghadiali, evstaki borusunun necə açıldığını simulyasiya etmək üçün maye dinamikası və bərk mexanika və mühəndislik alətləri, o cümlədən sonlu elementlərin təhlili və riyazi modelləşdirmə kimi mühəndislik prinsiplərini tətbiq edir.
"Evstaki borusunu aça bilsək," deyir, "bu, bakteriyaların toplanmasının və orta qulaqda iltihabın yaranmasının qarşısını almağa kömək edəcək. Antibiotikdən asılı olmayaraq infeksiya təmizlənə bilər. Bu, sayını azaldacaq. həkimlərin təyin etməli olduğu həblər."
Ghadiali keçmiş tədqiqat professoru olduğu Pittsburq Uşaq Xəstəxanasında (CHP) həkimlər və tibb tədqiqatçıları ilə əməkdaşlıq edir. CHP-də Ghadiali Eustachian borusunun mexaniki xüsusiyyətlərini ölçmək üçün sınaq aparatı hazırladı. O, həmçinin bu xassələri şərh etmək və kəmiyyətini müəyyən etmək üçün riyazi modellər hazırlayıb.
Riyazi modellər, Ghadiali deyir, tədqiqatçılara evstaki sistemini laboratoriyada fiziki təcrübələr etməklə edilə biləcəyindən daha səmərəli və daha geniş vəziyyətlərdə öyrənməyə imkan verir. Modellər həmçinin tədqiqatçılara təcrübələrinin parametrlərini daha dəqiq şəkildə dəyişməyə imkan verir.
Tədqiqatçılar öz modelləri üzərində kompüter simulyasiyası həyata keçirdikdən sonra, Ghadiali deyir, onların nəticələrinin nə qədər uyğun olduğunu görmək üçün laboratoriyada müvafiq fiziki təcrübə aparırlar. Əgər simulyasiya təcrübələri sədaqətlə təkrarlayırsa, onun əsaslandığı model digər testlərdə istifadə edilə bilər.
Qadialinin araşdırmalarının bir məqsədi həkimləri uzun müddət çaşdıran suala cavab verməkdir - niyə östaki borusu bəzi insanlarda asanlıqla açıb bağlanır, bəzilərində isə yox.
Mühəndislər, o deyir ki, sağlam evstaki borusunun fəaliyyətini modelləşdirməklə və xəstə borunun fiziki davranışını proqnozlaşdırmaq üçün modeldən istifadə etməklə bu suala cavab verə bilərlər.
"Son vaxtlara qədər tədqiqatçılar qulağın içini görüntüləmiş və östaki borusunun niyə açıldığını və ya açılmadığını təxmin edirdilər" dedi Ghadiali. "Biz eyni görüntüləmə məlumatlarını [qulaq infeksiyası olmayan insanlardan] götürərək və riyazi modellər yaratmaqla bu məhdudiyyəti keçməyə çalışırıq. Şəkildən modelə keçməklə, borunun açılıb-açılmayacağını simulyasiya edə bilərik. borunun nə qədər açıq qalacağı kimi müəyyən parametrləri hesablaya bilərik."
Ghadiali həmçinin öz modellərini həkimlər tərəfindən müxtəlif səbəblərdən açılmağa müqavimət göstərən evstaki borularına malik olaraq təyin olunan altı və ya yeddi fərqli "xəstə populyasiyasının" hər birinə tətbiq etməyə ümid edir. O deyir ki, borunun niyə müəyyən bir qrupda açılmadığını öyrənərək, tədqiqatçılar həmin qrup üçün bir həll hazırlaya biləcəklərinə inanırlar.
Xroniki qulaq infeksiyaları tez-tez inkişaf fenomenidir, Ghadiali deyir, çünki insan yaşlandıqca anatomiya dəyişir. Ghadiali və onun həmkarları bir neçə aydan 2 yaşa qədər olan uşaqları, 2-6 yaşlıları, 7-12 yaşlıları və yeniyetmələri, həmçinin xroniki xəstəliklərə meyilli olan digər qrup damaq yarığı əməliyyatı keçirmiş xəstələri müayinə edir. infeksiyalar.
Maşınqayırma nöqteyi-nəzərindən, Ghadiali deyir, bir çox fiziki parametrlər qulaq infeksiyalarına səbəb ola bilər. Bunlara toxumaların elastik xüsusiyyətləri, toxumaların ölçüsü və evstaki borularının səthində yapışma xüsusiyyətləri daxildir.
"Fərqli xəstə populyasiyalarında bunlardan hansının vacib olduğunu bilmirik" deyir Ghadiali. "Bunu edənə qədər biz qaranlıqda işləyirik. Biz toxumaların elastikliyini dəyişdirmək üçün toxuma mühəndisliyi kimi müalicələr hazırlaya bilərik, lakin hansı terapiyadan istifadə edəcəyimizi bilmirik."
Ghadiali həmçinin molekulyar səviyyədə müəyyən zülalların olması ilə tətiklənən və qulaq infeksiyalarında rol oynaya bilən selik yığılmasını araşdırır.
"Bu molekulyar yapışma qüvvələrini hesablamaq üçün bütün riyazi modellərimizi təkmilləşdiririk. Bu, çoxmiqyaslı maye dinamikası problemidir."
Ghadiali elmlər namizədi var. Tulane Universitetindən biotibbi mühəndislik.
