بیوفیلم های هوشمند: ادغام نانوحسگرهای زیستی و هوش مصنوعی (AI) برای پایش دینامیک های سیگنالینگ حد نصاب و مهار هدفمند عفونت های گرم منفی

تشکیل بیوفیلم توسط پاتوژن های گرم منفی مقاوم به چندین دارو MDR به یک بحران جدی درمانی مهم در محیط های بالینی تبدیل شده است. مکانیسم کلیدی این ساختارها، سیگنالینگ حد نصاب QS است که هماهنگی ژنتیکی برای تولید ساختار ماتریکس پلیمر خارج سلولی را ممکن می سازد. درک آستانه های بحرانی QS برای درمان، به دلیل ناهمگونی فضایی و زمانی بیوفیلم محدود است. این مقاله مروری، الگوی پیشگام "بیوفیلم های هوشمند" یعنی ادغام نانوحسگرها برای پایش در لحظه (Real-Time) QS و تحلیل پیش بینی کننده توسط هوش مصنوعی و نیز نقش محوری الگوریتم های یادگیری تقویتی RL را معرفی و تاکید می کند. این مدل ها داده های چندعاملی سنسورها را تحلیل کرده و امکان مدل سازی سینتیک رشد و پیش بینی آستانه بحرانی تشکیل بیوفیلم و مقاومت آنتی بیوتیکی را فراهم می آورند. در نهایت، بر پتانسیل سامانه های نانومواد پاسخگو به محرک که تحت فرمان RL، عوامل ضدبیوفیلم را دقیقا در زمان و مکان بهینه (مفهوم "مهار بر اساس تقاضا") آزاد می سازند، تمرکز می شود. این نوشتار، یک نقشه راه بسیار دقیق برای تحقیقات آینده به سوی مداخلات درمانی دقیق و هوشمند ارائه می دهد.

کلیدواژه ها:

بیوفیلم ، سیگنالینگ حد نصاب (QS) ، نانوحسگر ، هوش مصنوعی