توجد الجسيمات البلاستيكية الدقيقة في كل مكان تقريبًا، حيث توجد جزيئات بلاستيكية صغيرة في كل شيء بدءًا من عينات المياه وحتى خزعات الأنسجة وعينات التشريح. والآن، ولأول مرة، "شاهد" العلماء وجود هذه المواد البلاستيكية الدقيقة ومسارات حركتها في الجسم الحي.استخدم فريق بحث من جامعة كوليدج لندن (UCL) وجامعة برمنغهام وجامعة كينغستون تقنية التصوير بالليزر لتصوير وتتبع المواد البلاستيكية الدقيقة في الأنسجة العميقة لدى الفئران دون جراحة، مما يوفر منظورًا جديدًا حول كيفية هجرة المواد البلاستيكية الدقيقة وتراكمها ولها آثار صحية طويلة المدى في الجسم.
تقوم هذه التقنية، التي تسمى "التصوير الضوئي الصوتي"، بإصدار نبضات قصيرة من ضوء الليزر إلى الأنسجة، مما يتسبب في امتصاص جزيئات البلاستيك الدقيقة للطاقة الضوئية وتوليد موجات صوتية عالية التردد. ثم يستقبل كاشف الموجات فوق الصوتية الإشارة ويعيد بناء الصورة، وبالتالي يرسم خريطة لتوزيع المواد البلاستيكية الدقيقة في الجسم. تمتلك المواد البلاستيكية الدقيقة المختلفة بصمات فريدة لامتصاص الضوء، مما يسمح للباحثين بتمييز واستهداف موقع هذه الجزيئات في بيئات الأنسجة المعقدة. في التجربة، حقن الباحثون الفئران بحوالي 0.5 ملليجرام من البلاستيك الدقيق - "ما يعادل تقريبًا حفنة من حبيبات الملح الدقيقة جدًا" - ثم راقبوا هجرتها عبر الأنسجة الحية على مدى فترة طويلة من الزمن.
وقال ستيفن باتريك، المحاضر في التصوير الطبي في جامعة كوليدج لندن، إن الفريق يستطيع تتبع حركة الجزيئات البلاستيكية الدقيقة بدقة على نطاق زمني يمتد لأشهر بدلا من أيام، وهو أقرب إلى سلوكها الفعلي في جسم الإنسان. تظهر الأبحاث أنه يمكن استخدام هذه الطريقة للحصول على ملاحظات أكثر تفصيلاً حول مكان تراكم المواد البلاستيكية الدقيقة في الجسم، ومدة بقائها، وما إذا كانت متورطة في حدوث أمراض في الدماغ والأوعية الدموية والأعضاء الأخرى. أساس طريقة التصوير هذه هو الأصباغ المضافة إلى المنتجات البلاستيكية الاستهلاكية لأغراض التلوين. توفر هذه الأصباغ إشارات يمكن التعرف عليها للتصوير الضوئي الصوتي.
في الوقت الحالي، تعد المواد البلاستيكية الدقيقة باللون الأسود والرمادي والأخضر والأزرق هي الأسهل في اكتشافها، لذلك اختار فريق البحث العناصر البلاستيكية الشائعة في الحياة اليومية كمصادر للعينة، مثل أغطية أقلام الحبر السوداء وأغطية زجاجات المشروبات الخضراء - وقد أظهرت الدراسات السابقة أن أغطية الزجاجات تطلق جزيئات بلاستيكية دقيقة أثناء عملية الشد والفك. وأشار باتريك إلى أنه إذا أمكن فهم التوزيع النموذجي للألوان البلاستيكية الدقيقة في جسم الإنسان، فيمكن تقدير المحتوى الإجمالي بشكل أكثر دقة بناءً على "الجزء المرئي". لا تزال التقديرات الحالية للتكنولوجيا للكمية الإجمالية للمواد البلاستيكية الدقيقة في الجسم متحفظة، لكنها نجحت في تحديد عدة أنواع شائعة من المواد البلاستيكية الدقيقة، بما في ذلك البولي بروبيلين، الذي يستخدم على نطاق واسع في حاويات المواد الغذائية وفناجين القهوة، والبولي إيثيلين، الموجود في الأكياس البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد.
تتزايد المخاوف بشأن تأثير المواد البلاستيكية الدقيقة على صحة الإنسان. وقد تم العثور عليها في الدم والأعضاء والأنسجة، وتم ربطها بمخاطر صحية مختلفة بما في ذلك السرطان واحتشاء عضلة القلب ومشاكل الإنجاب. ومع ذلك، اعتمدت الدراسات السابقة في كثير من الأحيان على تحليل الأنسجة بعد الخزعة أو التشريح، والذي كان له قيود واضحة في البعد الزمني، مما يجعل من الصعب تقديم العملية الديناميكية للهجرة طويلة المدى وتراكم المواد البلاستيكية الدقيقة في الجسم الحي. وفي الوقت نفسه، قد لا تؤدي طرق وضع العلامات الكيميائية التقليدية إلى تغيير السلوك الأصلي للجسيمات البلاستيكية الدقيقة فحسب، بل قد تخطئ أيضًا في الحكم بسهولة على المواد الدهنية في الجسم باعتبارها إشارات بلاستيكية دقيقة.
وقال باتريك إنه في بعض الطرق الحالية، من المرجح أن تكون المستويات العالية من "البولي إيثيلين" المكتشفة في أنسجة المخ عبارة عن إشارات للأحماض الدهنية، والتي تم الخلط بينها وبين اللدائن الدقيقة. في المقابل، لا تنتج دهون الجسم إشارات مربكة عند نطاقات التصوير الضوئي الصوتي المستخدمة حاليًا، لكن لا يزال الفريق بحاجة إلى التأكد من أن الأصباغ المحتملة الأخرى لا تسبب تداخلاً مماثلاً. وقد أثبتت التكنولوجيا الجديدة قدرتها على اكتشاف جزيئات البلاستيك الدقيقة الفردية التي يبلغ حجمها حوالي 45 ميكرون، وهو أصغر من قطر شعرة الإنسان المتوسطة.
بالنسبة للجزيئات الأصغر، وخاصة المواد البلاستيكية النانوية، لم يتم التحقق من صحة التجارب الحالية بشكل كامل، ولكن النتائج غير المنشورة تظهر أن الكشف ممكن من الناحية النظرية بتركيزات عالية مثل تلك المذكورة في الدراسات السابقة (على مقياس ملغم / مل منخفض). وفي التركيزات المنخفضة، سيكون الكشف أكثر صعوبة. ويعتقد باتريك أنه لا يزال هناك مجال لتحسين كبير في الدقة التقنية من خلال إدخال المزيد من "التقنيات" ومعالجة الصور الأكثر تعقيدًا في روابط الحصول على الإشارة ومعالجتها، لأن العمل الحالي يستخدم فقط تكوينات النظام البسيطة نسبيًا وحلول معالجة الصور.
في الدراسات السريرية المستقبلية، سيكون من المثالي التحقق من صحة القياسات التي تم الحصول عليها من التصوير الضوئي الصوتي مع طرق مستقلة أخرى، مثل استخدام عينات من المرضى الذين خضعوا لاستئصال الأنسجة لتشخيص المرض أو علاجه. ويعتبر هذا التحقق خطوة ضرورية قبل أن يتم استخدام التكنولوجيا بشكل مستقل في العيادة لتقييم العبء البلاستيكي الدقيق لدى المرضى. قد تشمل اتجاهات البحث اللاحقة ما يلي: استكشاف آليات نقل المواد البلاستيكية الدقيقة في الجسم والاحتفاظ بها وإزالتها بشكل منهجي، واستكشاف كيفية تغير هذه العمليات مع حجم الجسيمات وشكلها والظروف المرضية الأساسية، ومواصلة تحليل ارتباطها بحالات مثل أمراض الأوعية الدموية وتليف الكبد.