العلماء يصنعون جلدا بشريا حيا يطرد الماء ويشفي نفسه!

رمز الخبر: ۱۵۳۳۵۱

تأريخ: 06 July 2022 - 20:23

اقترب الخيال العلمي للتو خطوة واحدة من الواقع، حيث تمكن العلماء من إنشاء جلد حي "تفوح منه رائحة العرق" للروبوتات الشبيهة بالبشر.

وهذه المادة، التي طورها العلماء في جامعة طوكيو، لا تحتوي فقط على ملمس يشبه الجلد، بل يمكنها أيضا طرد الماء وشفاء نفسها بجص الكولاجين.

ونُشرت طريقة إنشائها في مجلة Matter، وتتضمن غمس إصبع روبوت في محلول من الكولاجين والأرومات الليفية الجلدية البشرية - المكونان الرئيسيان اللذان يشكلان النسيج الضام في جلد الإنسان.

وقال المعد الرئيسي شوجي تاكيوتشي: "تبدو الإصبع "متعرقة" قليلا. نظرا لأن الإصبع يتم تشغيلها بواسطة محرك كهربائي، فمن المثير للاهتمام أيضا سماع أصوات نقر المحرك في انسجام مع إصبع تشبه الإصبع الحقيقية تماما. أعتقد أن الجلد الحي هو الحل النهائي لمنح الروبوتات مظهر ولمسة الكائنات الحية لأنها بالضبط نفس المادة التي تغطي أجسام الحيوانات".

وعند تطوير الروبوتات الهجينة الحيوية، فإن النظر إلى "الإنسان" قدر الإمكان هو أولوية قصوى. وذلك لأن العديد من الروبوتات تهدف إلى التفاعل مع الأشخاص العاملين في مجال الرعاية الصحية والخدمات، والذين يشعرون براحة أكبر إذا بدت وكأنها نابضة بالحياة.

ويمكن أن يحسن التواصل بين الإنسان والروبوت، وحتى يثير الإعجاب، وفقا للباحثين.

وتُصنع الجلود الاصطناعية الحالية من السيليكون، والذي يمكن أن يحاكي المظهر البشري، لكنه يقصر عندما يتعلق الأمر بتكرار القوام الرقيق مثل التجاعيد.

كما أن السيليكون غير قادر على القيام بوظائف خاصة بالجلد مثل التعرق أو إصلاح نفسه، ولا يمكن تركيبه بسهولة على الأجسام الديناميكية ذات الأسطح غير المستوية.

وأضاف تاكيوتشي: "بهذه الطريقة، يجب أن تكون لديك أيدي حرفي ماهر يمكنه قص وتكييف ملاءات الجلد.

ولتغطية الأسطح بخلايا الجلد بكفاءة، أنشأنا طريقة تشكيل الأنسجة لتشكيل أنسجة الجلد مباشرة حول الروبوت، ما أدى إلى تغطية الجلد بإصبع آلية".

ولصنع الجلد، قام الفريق أولا بغمر إصبع آلية في محلول من الكولاجين والأرومات الليفية الجلدية البشرية.

ويساهم الكولاجين في مرونة الجلد وقوته، بينما تلعب الخلايا الليفية دورا أساسيا في نمو الشعر والتئام الجروح.

ويمكّن الخليط الجلد الاصطناعي من الانكماش بشكل طبيعي حول الجهاز، ما يوفر أساسا موحدا للطبقة التالية.

وقام تاكيوتشي وفريقه بعد ذلك بتغطية الجلد بالخلايا الكيراتينية الموجودة في البشرة، والتي تشكل 90% من الطبقة الخارجية من جلد الإنسان.

وتوفر نسيج يشبه الجلد وخصائص حاجز الاحتفاظ بالرطوبة.

ووجد العلماء والمهندسون أن الجلد لديه ما يكفي من القوة والمرونة ليبقى سليما حيث يتم ثني الإصبع الآلية وتمديدها.

وكانت الطبقة الخارجية سميكة بدرجة كافية ليتم رفعها بالملاقط، وأي جروح ستشفى ذاتيا عند تغطيتها بضمادة من الكولاجين.

وتحولت الضمادة تدريجيا إلى الجلد وصمدت أمام حركات المفاصل المتكررة.

كما أن جلد الإصبع يصد الماء، ما يعني أن حبيبات البوليسترين المشحونة إستاتيكيا لن تلتصق به من خلال الرطوبة، إذا كان يعمل في بيئة تغليف.

وقال تاكيوتشي: "فوجئنا بمدى توافق أنسجة الجلد مع سطح الروبوت. لكن هذا العمل هو مجرد خطوة أولى نحو إنشاء روبوتات مغطاة بجلد حي".

ولا تزال هناك حاجة إلى مزيد من التطوير لزيادة قوة الجلد الصناعي، وتمكينه من البقاء على قيد الحياة لفترات أطول دون الإمداد بالمغذيات وإزالة النفايات.

وسيتطلع الفريق أيضا إلى دمج بنى وظيفية أكثر تعقيدا داخل الجلد، مثل الخلايا العصبية الحسية، وبصيلات الشعر، والأظافر، والغدد العرقية.