منوعات

تقنية ثورية تمنح مرضى الأطراف المرونة اللازمة للتعامل مع الأشياء

طور باحثون في جامعة طوكيو طريقة لتغليف إصبع آلي بطبقة “جلد” حية. يتميز الغلاف الحي بالقوة والمرونة الكافية للسماح للإصبع الآلي بالانحناء والانثناء، ويمكنه صد الماء وحتى الشفاء الذاتي في حالة تلفه.

تتضمن هذه التقنية طلاء الروبوت بطبقة “أولية” من الكولاجين والأرومات الليفية الجلدية البشرية، وهما مكونان من المكونات الرئيسية للنسيج الضام داخل الجلد. تتقلص هذه الطبقة بشكل طبيعي لتتوافق مع سطح الروبوت. طبقة ثانية من الخلايا الكيراتينية في البشرة البشرية، والتي تشكل الطبقة الخارجية من الجلد، تلتصق بسهولة بطبقة التمهيدي. يمنح طلاء الخلية الروبوت إحساسًا بالجلد الحقيقي، ويمكن أن يمهد الطريق للروبوتات الطبية والأطراف الصناعية التي تبدو وكأنها شيء حقيقي.

تتقدم تقنية الأطراف الصناعية على قدم وساق، مع قدرات روبوتية متقدمة، وقد تؤدي التطورات المستقبلية إلى أنظمة بيولوجية هجينة تحتوي على أنسجة حية، مما يزيد من صعوبة تمييزها عن الأنسجة الطبيعية عند ملامستها أو لمسها.

تتضمن التطبيقات المحتملة الأخرى لهذه الأنظمة الهجينة الحيوية الروبوتات التي تشبه البشر والتي تتفاعل مع المرضى، مثل الروبوتات التي تفي بالرعاية الصحية أو أدوار المعيشة المساعدة، والتي تبدو طبيعية أكثر. 

كخطوة أولى نحو مثل هذه الأنظمة، طور هؤلاء الباحثون تقنية لتطبيق طبقة من الأنسجة الحية على سطح الإصبع الآلي، كبديل لجلد الإنسان.

تضمنت المحاولات المبكرة نمو طبقات من “الجلد” ثم محاولة وضعها على سطح الإنسان الآلي. قال شوجي تاكيوتشي، الباحث المشارك في الدراسة: “بهذه الطريقة، يجب أن تكون لديك يد حرفي ماهر يمكنه قص وتكييف ملاءات الجلد”. “لتغطية الأسطح بخلايا الجلد بكفاءة، أنشأنا طريقة تشكيل الأنسجة لتشكيل أنسجة الجلد مباشرة حول الروبوت، مما أدى إلى تغطية الجلد بإصبع آلي”.

تتضمن الطريقة الجديدة التي ابتكرها الباحثون تطبيق عدة طبقات على الإصبع. الأول يتكون من الكولاجين والأرومات الليفية الجلدية البشرية. من خلال احتضان الإصبع في تعليق من مكونات النسيج الضام، تتشكل طبقة بشكل طبيعي وتتقلص حول الإصبع، مما يوفر سطحًا أملسًا ومستمرًا دون الحاجة إلى تصميم صفائح من الأنسجة. تلتصق طبقة ثانية من الخلايا الكيراتينية في البشرة البشرية بسهولة بالطبقة “التمهيدي” الأولى.

قال تاكيوتشي: “يبدو الإصبع” متعرقًا “قليلًا من الوسط المستنبت. “نظرًا لأن الإصبع يتم تشغيله بواسطة محرك كهربائي، فمن المثير للاهتمام أيضًا سماع أصوات نقر المحرك في انسجام مع إصبع يشبه الإصبع الحقيقي.”

حتى الآن، أظهر الباحثون أن طبقة الأنسجة يمكن أن تلتئم ذاتيًا عن طريق إتلافها عمدًا ثم وضع رقعة الكولاجين على المنطقة المتضررة. عادت الخلايا في طبقة الأنسجة إلى النمو وساعدت على التئام الجرح.

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى