معجزهی تکنولوژی در جراحیهای آینده!
مجله علمی ایلیاد - جراحان را نمیتوان مانند کارتونهای تخیلی و فانتزی دههی ۱۹۶۰ کوچک کرد و به درون بدن انسان فرستاد، ولی میتوان اسپیکرهای بسیار ریز را طوری برنامهریزی کرد که میدانهای صوتی پیچیدهای بسازند و اجسام انتخاب شده را توسط انبرکهای صوتی گرفته و دستکاری کنند تا بتوان به کمک آنها در بافتهای بدن انسان، جراحیهای خاص را انجام داد.
پیشرفت های ایجاد شده در انبرکهای صوتی توسط پروفسور «بروس درینکواتر» از بخش مهندسی مکانیک دانشگاه بریستول و همکارش از دانشگاه پابلیکا دی ناوارای اسپانیا، تکنولوژی را بهسمت آیندهای کاملاً صوتی سوق میدهد. پیشرفتهای جدید این محققین که در کنگرهی National Academy of Sciences ارائه شد، معلق کردن و دستکاری همزمان چندین جسم با استفاده از قدرت صوت را در معرض دید قرار داده است.
پروفسور درینکواتر، برای این سیستم تلاش زیادی میکند تا شاید بتواند در آینده از آن برای بخیهی زدن زخمهای داخلی به صورت آکوستیک و رساندن دارو به عضوهای هدف در بدن استفاده کند. وی میگوید: «ما اکنون قابلیت تطبیقپذیری بیشتری داریم؛ چندین جفت دست میتوانند به صورت هماهنگ اجسام را بهحرکت در آورند و کارهای پیچیدهای را انجام دهند. این کار میتواند امکاناتی در اختیار ما قرار دهد که در گذشته از آنها بیبهره بودیم.»
صوت نیروی آکوستیک کوچکی وارد میکند؛ دانشمندان با بالا بردن صدای موجهای فرا اولتراسونیک به نحوی که برای انسان قابل شنیدن نیست، میدان قوی صوتی میسازند که برای حرکت دادن اجسام کوچک کافی است. اکنون پروفسور درینکواتر و دکتر مارزو نسلی جدید و کارآمد از میدانهای صوتی پیچیده را طراحی کردهاند که میتواند چندین جسم را همزمان در موقعیتهای تعیین شده نگه دارد.
دکتر مارزو توضیح میدهد: «ما از الگوریتم جدیدی استفاده کردهایم که مجموعهای شامل ۲۵۶ اسپیکر کوچک را کنترل میکند و به همین خاطر، میتوانیم میدانهای انبرکمانند و دقیقی ایجاد کنیم.» انبرکهای آکوستیک دارای قابلیتهایی مشابه انبرکهای نوری هستند. انبرکهای نوری برندهی جایزهی نوبل سال ۲۰۱۸ است و برای بهکارگیری آنها از لیزر برای گرفتن و حرکت دادن ذرات بسیار ریز استفاده میشود. به هر حال، انبرکهای صوتی یک قدم از سیستمهای نوری جلوتر هستند؛ چرا که میتوانند درون بدن انسان حرکت کنند.
لیزرها فقط قابلیت عبور از فضاهای شفاف را دارند و برای استفاده در بافتهای زیستی مناسب نیستند. همانطور که میدانیم از اولتراسونیک برای اسکن جنین در دوران بارداری و همچنین برای درمان سنگ کلیه نیز استفاده میشود، زیرا میتواند بدون ایجاد خرابی وارد بافتهای بدن شود.
یکی دیگر از مزایای سیستمهای صوتی این است که از لحاظ بازدهی انرژی تا ۱۰۰،۰۰۰ برابر بهتر از سیستمهای نوری هستند. پروفسور درینکواتر میگوید: «انبرکهای نوری تکنولوژی فانتزی دارند و اغلب خطرناک محسوب میشوند، زیرا میتوانند باعث مرگ سلولهای در حال حرکت شوند؛ ولی انبرکهای صوتی همان نیروها را با انرژی بسیار کمتری ایجاد میکنند. کاربردهای زیادی برای دستکاری در سلولها وجود دارد و سیستمهای آکوستیک برای این کار بسیار مناسب هستند.»
دانشمندان برای نشان دادن دقت سیستم طراحی شده، برای دوختن ذرات میلیمتری پلیاستایرن بر روی یک پارچه به وسیلهی نخ، از این انبرکهای صوتی استفاده کردند. سیستم آنها میتواند به صورت همزمان حرکت ۲۵ عدد از این ذرات را در فضای سهبُعدی کنترل کند. گروه دانشمندان مطمئن هستند که میتوان تا یک سال آینده از این سیستم برای دستکاری ذرات درون آب استفاده کرد. آنها امیدوار هستند بتوانند پس از آن سیستم صوتی را در بافتهای بدن نیز مورد آزمایش قرار دهند.
دکتر مارزو میگوید: «انعطافپذیری موجهای صوتی اولتراسونیک به ما اجازه میدهد، بتوانیم در مقیاسهای میکرومتری عملیات خود را بر روی سلولهای بافتهای زندهی بدن انجام دهیم.»
نوشته: ScienceDaily
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد