การบาดเจ็บที่ร้ายแรงและไม่ร้ายแรงซึ่งเกิดจากกับระเบิดและอุปกรณ์ระเบิดชั่วคราว (IED) เป็นเรื่องปกติที่น่าตกใจ โดยสร้างความเสียหายให้กับผู้คนมากถึง 20,000 คนต่อปีในเขตความขัดแย้งในปัจจุบันและในอดีต ผู้ที่รอดชีวิตจากการระเบิดดังกล่าวมักจะต้องทนทุกข์กับการตัดแขนขาที่เกิดจากคลื่นกระแทกแรงดันสูงและผลกระทบจากการระเบิดอื่นๆ
นอกจากความเสียหายที่เกิดขึ้นกับแขนขาในทันที
คลื่นกระแทกยังก่อให้เกิดอาการถาวรที่เกิดขึ้นในช่วงสัปดาห์และเดือนหลังจากการระเบิด ภาวะนี้ – heterotopic ossification (H2O) – คือการก่อตัวของกระดูกที่ผิดปกติในเนื้อเยื่ออ่อน เช่น กล้ามเนื้อและเอ็น ซึ่งมักจะอยู่ในส่วนต่างๆ ของแขนขาใกล้กับบริเวณที่เกิดการบาดเจ็บครั้งแรก “HO เป็นปัญหาใหญ่” David SoryจากImperial College Londonอธิบาย “มันก่อให้เกิดปัญหาทางคลินิกที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งต่อการบาดเจ็บล้มตายจากการตัดแขนขาด้วยแรงระเบิด เนื่องจากพยาธิสภาพนี้ส่งผลกระทบโดยตรงต่อการฟื้นฟูสมรรถภาพและกลับสู่ความคล่องตัวในการทำงาน”
แม้จะมีความชุกของ H2O ในหมู่ผู้รอดชีวิตจากการระเบิด แต่ก็ยังไม่ทราบรายละเอียดว่าการบรรจุเนื้อเยื่อทางกลไกทำให้เกิดสภาวะอย่างไร ส่วนใหญ่เป็นเพราะการทดลองเกี่ยวกับเซลล์ที่มีชีวิตยังไม่ครอบคลุมถึงระบอบความเครียดที่รุนแรงที่เกี่ยวข้องกับการบาดเจ็บจากการระเบิด โซรีและเพื่อนร่วมงานพยายามเติมเต็มช่องว่างนั้น ด้วยการนำความเชี่ยวชาญจากสาขาฟิสิกส์ช็อกและชีววิทยาสเต็มเซลล์มารวมกัน ทีมงานได้พัฒนาการตั้งค่าการทดลองใหม่เพื่อศึกษาผลกระทบของเซลล์จากการโหลดทางกลที่รุนแรง นักวิจัยได้สร้างแท่นโหลดแยกกันสามแท่นซึ่งสามารถ ส่งตัวอย่างเซลล์และเนื้อเยื่อ ในหลอดทดลองไปสู่ความเค้นได้หลากหลายตั้งแต่ที่เกิดจากกิจกรรมประจำวันที่ระดับล่างสุดไปจนถึงชนิดของแรงที่เกิดจากกับระเบิดและอุปกรณ์ระเบิดอื่น ๆ ที่ปลายด้านบน ในการทดลองครั้งแรกโดยใช้การตั้งค่าใหม่ ซึ่งเกิดขึ้นในศูนย์การศึกษาการบาดเจ็บจากการระเบิดที่วิทยาลัยอิมพีเรียล พวกเขาพบว่ากิจกรรมของยีนที่แสดงถึง HO มีความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนกับพารามิเตอร์การโหลด
ทีมงานได้ดัดแปลงอุปกรณ์ทดลองที่มีอยู่เพื่อ
ให้สามารถรองรับตัวอย่างเซลล์ที่หลากหลายซึ่งมักใช้ ในการ ตรวจสอบในหลอดทดลอง ตัวอย่างเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการบำรุงรักษาในสภาพแวดล้อมที่ปลอดเชื้อและเข้ากันได้ทางชีวภาพตลอดระยะเวลาของการทดลอง และต้องถูกเก็บคืนโดยสมบูรณ์เพื่อการศึกษาในภายหลัง
พวกเขาปฏิบัติตามข้อกำหนดเหล่านี้โดยการห่อหุ้มตัวอย่างในห้องความดันที่ปิดผนึกอย่างผนึกแน่นซึ่งเกิดขึ้นจากโพลีไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS) โดยการควบคุมอัตราส่วนของส่วนประกอบ นักวิจัยได้ปรับอิมพีแดนซ์เสียงของพอลิเมอร์ให้ตรงกับเนื้อเยื่อพื้นเมือง ทำให้คลื่นแรงดันส่งผ่านจากอุปกรณ์ไปยังเซลล์ภายในตัวอย่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เพื่อขยายสายพันธุ์และอัตราความเครียดที่หลากหลาย นักวิจัยได้รวมห้องความดันไว้ในสามแพลตฟอร์มทดลองที่แยกจากกัน ระบบอัตราความเครียดทางสรีรวิทยา ซึ่งแสดงถึงความเครียดเช่นเดียวกับที่เกิดจากการเดิน การวิ่ง และการกระโดด ได้รับการจัดการโดยเครื่องทดสอบอเนกประสงค์ที่ได้รับการดัดแปลง แท่นขุดเจาะน้ำหนักลดลงครอบคลุมระบอบการปกครองระดับกลางและแถบแรงดันแบบแยกฮอปกินสันให้อัตราการโหลดที่รุนแรงเช่นเดียวกับที่พบในเนื้อเยื่อใกล้กับกับระเบิดหรือ IED
แถบแรงดัน Split-Hopkinson
แถบแรงดันแบบ split-Hopkinson ใช้เพื่อมอบอัตราการโหลดที่สูงมาก (มารยาท: เดวิดโซรี)
การทดสอบครั้งแรกของทีมเกี่ยวกับการตั้งค่าใหม่ของพวกเขาเกี่ยวข้องกับเซลล์ mesenchymal stromal (MSCs) ที่ได้รับจาก periosteum ของหนูซึ่งเป็นเยื่อหุ้มเนื้อเยื่อบาง ๆ ที่ปกคลุมพื้นผิวด้านนอกของกระดูก ในการทดลองบางอย่าง นักวิจัยระงับเซลล์เหล่านี้ในของเหลว ในส่วนอื่นๆ เซลล์ถูกกักไว้ภายในโครงนั่งร้านไฮโดรเจล 3 มิติ ยี่สิบสี่ชั่วโมงหลังจากที่ให้ตัวอย่างกับช่วงของสายพันธุ์และอัตราความเครียด พวกเขาวัดการแสดงออกของปัจจัยการถอดรหัสที่เรียกว่า Runx2 ซึ่งบ่งชี้ว่าเซลล์ได้รับการเตรียมการเพื่อแยกความแตกต่างในเนื้อเยื่อกระดูก — ดังที่เกิดขึ้นใน H2O
ในขณะที่การแสดงออกของ Runx2 เกี่ยวข้องกับการรับน้ำหนักทางกล ตัวอย่างเช่น อัตราความเครียดระดับกลางและระดับสูงเท่านั้นที่สร้างการเพิ่มขึ้น รูปแบบไม่ได้ตรงไปตรงมา แต่อัตราความเครียด ความเครียดสูงสุด ระยะเวลาของความเครียด และลักษณะของตัวอย่าง (สารแขวนลอยของไหลหรือโครงแบบ 3 มิติ) ล้วนรวมกันเพื่อช่วยในการเตรียมเซลล์ด้วยวิธีที่ซับซ้อน
ในการทดลองในอนาคต โซรีและเพื่อนร่วมงานหวังว่าจะสำรวจกลไกระดับเซลล์ของ H2O อย่างละเอียดยิ่งขึ้นโดยใช้ MSCs ของมนุษย์ในตัวอย่างที่เป็นตัวแทนเนื้อเยื่อในร่างกาย ได้ดีกว่า แม้ว่าเป้าหมายสูงสุดของพวกเขาคือการพัฒนาวิธีการรักษาที่ป้องกันการโจมตีของ HO ในเหยื่อระเบิด แต่ก็อาจมีสถานการณ์ที่อาจเป็นประโยชน์ในการกระตุ้นสภาวะโดยเจตนา
“ในความเป็นจริง” โซรีกล่าว “การทำความเข้าใจกลไกของการสร้าง HO สามารถช่วยพัฒนากลยุทธ์การรักษาแบบใหม่สำหรับโรคกระดูกและเพื่อซ่อมแซมการสูญเสียกระดูก”
นักวิจัยในสหรัฐฯ ได้สร้างเกณฑ์มาตรฐานด้านพลังงานใหม่เพื่อความได้เปรียบของควอนตัมและได้ใช้มันเพื่อแสดงให้เห็นว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมระดับกลาง (NISQ) ที่มีเสียงดังใช้พลังงานน้อยกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกเมื่อทำงานเฉพาะอย่าง
เมื่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีขนาดใหญ่ขึ้นและเชื่อถือได้มากขึ้น คำถามที่ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำการคำนวณเกินขอบเขตของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทั่วไปที่ทรงพลังที่สุดได้หรือไม่นั้นมีความเกี่ยวข้องมากขึ้น ความสามารถนี้ได้รับการขนานนามว่า “ข้อได้เปรียบของควอนตัม” หรือ “อำนาจสูงสุดของควอนตัม” และเป็นจุดที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมเปลี่ยนจากการเป็นวิทยากรทางวิทยาศาสตร์ไปสู่อุปกรณ์ที่มีประโยชน์
อย่างไรก็ตาม การวัดความได้เปรียบของควอนตัมทำได้ยากดังที่เห็นได้จากการอภิปรายที่เกิดขึ้นหลังจาก Google อ้างว่าได้เปรียบสำหรับอุปกรณ์ Sycamore NISQ ในเดือนกันยายน 2019 นักวิทยาศาสตร์ของ Google กล่าวว่า Sycamore สามารถแก้ปัญหาเฉพาะได้ในเวลาเพียง 200 วินาที ในขณะที่คาดการณ์ว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังจะ ใช้เวลามากถึง 10,000 ปีในการทำงานเดียวกัน แต่หนึ่งเดือนต่อมา นักฟิสิกส์ของ IBM แย้งว่านี่เป็นการประเมินค่าสูงเกินไปและซูเปอร์คอมพิวเตอร์สามารถทำงานให้เสร็จภายในเวลาเพียง 2.5 วัน ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นการปฏิเสธการอ้างสิทธิ์ความได้เปรียบ
Credit : perceptualriot.com percocetrxpharmacy.com perdomocigarsasia.com pervasivesecurityroundtable.com poetrydirectory.net
