ساخت اسکلت مصنوعی مچ پا برای افزایش سرعت حرکت

ساخت اسکلت مصنوعی مچ پا برای افزایش سرعت حرکت

733 403 نوفن حامی البرز

 

محققان نوعی اسکلت مصنوعی برای افزودن به مچ پا تولید کرده‌اند که سرعت راه رفتن افراد مسن یا افراد مبتلا به ناهنجاری‌های حرکتی را تا ۴۰ درصد افزایش می‌دهد.

این اسکلت مصنوعی در اطراف ساق پا و در داخل کفش قرار می‌گیرد و به فرد امکان می‌دهد با سرعت دلخواه و مطلوب خود پیاده روی کند. استفاده آزمایشی از این محصول بر روی دستگاه‌های تردمیل موفقیت آمیز بوده و فعلاً انرژی مورد نیاز آن از طریق اتصال به موتورهای خارجی تأمین می‌شود.

مهندسان دانشگاه استنفورد نمونه اولیه این اسکلت را آماده کرده‌اند که بر سرعت و کیفیت راه رفتن افراد می‌افزاید و به خصوص برای افراد مسن مناسب است که به علت تحلیل رفتن اعصاب عضلانی یا ساییدگی و پارگی آنها مجبورند آهسته حرکت کنند.

این اسکلت مانند یک عضله مکانیکی برای ساق پا عمل می‌کند و تا حدود ۴۰ درصد بر سرعت حرکت افراد می‌افزاید. محصول یادشده مجهز به یک الگوریتم هوش مصنوعی برای تنظیم سرعت راه رفتن نیز هست و به مرور زمان بر درک و دانش خود برای تنظیم سرعت حرکت می‌افزاید. در حال حاضر تلاش‌هایی برای افزایش راحتی افراد در زمان استفاده از این اسکلت در جریان است.

محققان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا روشی جدید برای ترمیم زخم‌ها و آسیب‌ها به‌ وسیله‌ی چاپ سه‌بعدی ابداع کردند.

این روش برای بانداژ همزمان بافت‌های نرم و سخت قابل استفاده است و از دو نوع جوهر زیستی در آن استفاده می‌شود. محققان در آزمایشی که بر روی موش‌ها انجام دادند توانستند حفره‌هایی درون جمجمه و پوست این موجودات را در عرض چند دقیقه ترمیم کنند.

پس از جراحی مغز باندپیچی حفره‌ی ایجاد شده در سر یکی از مشکلات است. سوراخی که درون جمجمه ایجاد شده نیاز به استخوان جدیدی دارد که یا از بخشی از بدن فرد برداشته می‌شود و یا از بدن یک فرد اهدا کننده‌ فوت شده استفاده می‌شود. پوست این قسمت نیز باید ترمیم شود.

فناوری چاپ سه‌بعدی می‌تواند کارآمد باشد. در طی سال‌های اخیر دانشمندان از طریق “چاپ‌زیستی” سلول‌های زنده، بافت پوست، اندام‌ها و استخوان‌های بدن را ساخته‌اند. اما آسیب‌هایی که به چند نوع بافت وارد می‌شود می‌تواند مشکل‌ساز باشد بنابراین در مطالعه‌ای جدید گروه محققان ایالت پنسیلوانیا قصد دارند این مشکل را حل کنند.

ابراهیم اوزبولات(Ibrahim Ozbolat) نویسنده‌ی این مقاله می‌گوید: هیچ روشی برای ترمیم بافت‌های نرم و سخت به صورت همزمان وجود ندارد به همین دلیل ما قصد داریم فناوری ایجاد کنیم که بخش آسیب دیده‌ را به طور همزمان ترمیم کنیم.

جوهری که برای بافت سخت استفاده شد دارای کلاژن، کیتوسان، هیدورکسی آپاتیت نانو و چند ترکیب دیگر بود اما بخش مهم آن سلول‌های بنیادی مزانشیمی بودند که به ترمیم استخوان، غضروف و مغز استخوان کمک می‌کنند و انواع مختلفی دارند.

انجام چنین کاری نیازمند جوهرهای زیستی با مقاومت متنفاوت و همچنین دو روش مختلف چاپ‌زیستی است. بافت سخت با روش مبتنی بر اکستروژن چاپ شد در حالی که در بافت نرم از روش قطره‌ای استفاده شد.

این جوهر هم‌دمای محیط است اما به سرعت به دمای بدن می‌رسد. این جوهر به صورت لایه‌لایه از فیبروژن و کلاژن و موادی که به رشد و پیوند عرضی کمک می‌کنند ساخته می‌شود.

در آزمایش‌های اولیه محققان ابتدا از این ماده برای ترمیم یک نوع از بافت به تنهایی استفاده کردند و سپس آن را روی دو بافت همزمان امتحان کردند و به‌وسیله‌ی آن حفره‌هایی در پوست و استخوان سر موش زنده را ترمیم کردند. این گروه میان سلول‌های استخوان و پوست لایه‌ای قرار دادند تا سلول‌های پوست وارد استخوان نشود.

این گروه این فرایند را ۵۰ بار انجام دادند و دریافتند که زخم‌های بافت نرم طی چهار هفته به طور کامل ترمیم می‌شود. هنگامی که این آزمایش تنها روی بافت استخوان انجام می‌شد این بافت در طول شش هفته ۸۰ درصد بهبود یافت اما با انجام آزمایش روی هر دو بافت استخوان و پوست این میزان به ۵۰ درصد در شش هفته رسید.

این گروه می‌گویند، افزودن ترکیبات عروقی برای بهبود جریان خون می‌تواند به ترمیم بافت کمک کند. آن‌ها قصد دارند این روش را روی حیوانات بزرگ‌تر آزمایش کنند.

 

منبع: خبرگزاری مهر