ساخت الیافی هوشمند برای ترمیم بافت‌های بدن انسان
مجله علمی ایلیاد - محققین امیدوارند بتوانند با این روش مفاصل فرسوده‌ی انسان را جایگزین کنند. اولین بار است که محققین الیاف هوشمندی ساخته‌اند که مانند یکی از بافت‌های ویژه‌ی بدن انسان به‌نام «پریوستیوم» رفتار می‌کند. امیدواری وجود دارد که این الیاف بتواند برای ساخت مواد پوششی مستحکم‌کننده استفاده شود و منجر به این شود که بتوان مفاصل انسان را در آینده ترمیم و یا تعویض کرد. پریوستیوم پرده‌ای است که روی همه‌ی استخوان‌های ما به‌جز مفاصل، کشیده شده است و مشخصات جالب و خاصی دارد.
طبق گفته‌ی گروه دانشگاه ولز جنوبی استرالیا (UNSW)، پریوستیوم مادهای ذاتاً هوشمند است که باعث می‌شود استخوان‌ها در برابر فشارهای زیاد استحکام بیشتری داشته باشند. گروه محققین با استفاده از سیستم تصویربرداری سه بعدی توانستند ساختار بافت پریوستیوم را مشخص کنند و عناصر کلیدی آن‌را تشخیص دهند و الیاف هوشمند جدید را از روی آن بسازند.
«نوت تات»، مسئول گروه تحقیقاتی می‌گوید: «پس از این مرحله ما با استفاده از نرم‌افزارهای کامپیوتری بررسی کردیم که آیا الیاف تولید شده خصوصیات بافت اصلی را دارد یا خیر؟» گروه تحقیقاتی الیاف را با ترکیبی از کولاژن و الاستین که هر دو پروتئین‌های مهم بافت‌های زنده هستند، ساخته‌اند. نوت تات می‌گوید: «در این راه مشکلاتی نیز وجود داشته است. اینکه کولاژن و الاستین برای استفاده به‌صورت الیاف بسیار کوچک هستند و به همین خاطر ما از مواد کشسان خاصی به‌جای الاستین و از ابریشم به جای کولاژن استفاده کرده‌ایم. نتیجه، مادهای شد که خصوصیات تنش-کرنشی شبیه پریوستیوم را دارا است.»
گروه محققین می‌گویند که فرآیند مورد استفاده شامل شبیه‌سازی کامپیوتری و افزایش مقیاس عناصر اصلی را می‌توان برای ساخت مواد متفاوت دیگری نیز به کار برد. تات می‌گوید: «ما نشان دادیم که می‌توان از این روش برای آزمایش الیاف دیگر و ساخت مواد دیگری نیز استفاده کرد. به‌عنوان مثال سازندگان تایر خودروها می‌گویند که می‌توان از الیاف تیتانیومی برای ساخت تایرهای نازک‌تر و محکم‌تر استفاده کرد.»
یکی از کاربردهای زیستی این روش که محققین روی آن کار می‌کنند، چیزی است که یکی از محققین به‌نام «جوانا» درباره‌ی آن می‌گوید: «هدف طولانی مدت ما ساختن آزمایشگاهی بافتی است که بتواند مشخصات مکانیکی و ساختاری پریوستیوم را داشته باشد و بتوانیم مفاصل آسیب‌دیده را تعمیر و یا جایگزین کنیم.» اگرچه این موضوعات ممکن است تا آینده‌ی دوری محقق نشود؛ ولی این الیاف هوشمندِ جدید نوید‌دهنده هستند و ما هم منتظریم ببینیم گروه تحقیقاتی در مرحله‌ی بعدی به چه نتایجی می‌رسد.
نوشته: جاسینتا بولر
ترجمه: مجله علمی ایلیاد