أستراليا: باحثون يطورون جلداً اصطناعياً "يشعر بالألم"

أعلن باحثون من "معهد ملبورن الملكي للتكنولوجيا" (RMIT)، تطوير جلد اصطناعي إلكتروني يتفاعل مع الألم، تماماً مثل الجلد البشري الطبيعي.

ويفتح الابتكار الطريق أمام تطوير أطراف اصطناعية أفضل، وروبوتات أكثر ذكاءً وبدائل غير جراحية لعمليات ترقيع الجلد التي تُجرى للمصابين بحروق شديدة.

ويمكن للجلد الاصطناعي الجديد، أن يرسل إشارات الكترونية تجعل الإنسان يشعر بالألم حال اقترابه من المواد الخطرة، أو اللهب، أو حتى حين يُمسك كوباً من الماء الساخن.

ويحاكي الجلد استجابة ردود الفعل شبه الفورية للجسم، ويمكن أن يتفاعل مع الأحاسيس المؤلمة بنفس السرعة التي تنتقل بها الإشارات العصبية إلى الدماغ.

تقنيات من جيل جديد

وقال الباحث الرئيسي البروفيسور، مادو باسكاران، في تصريحات نقلها بيان صحافي للمعهد، إن النموذج الأولي للجلد القادر على استشعار الألم، كان بمثابة تقدم كبير نحو الجيل التالي من التقنيات الطبية الحيوية والروبوتات الذكية.

ويُعد الجلد أكبر عضو حسي في جسم الإنسان، وله ميزات معقدة مصممة لإرسال إشارات تحذيرية سريعة عندما يؤلم الجسم أي شيء.

ولا توجد تقنيات إلكترونية قادرة على محاكاة شعور الإنسان بالألم بشكل واقعي، حتى الآن.

وتستجيب معظم المستشعرات التي تُدمج في الجلد الاصطناعي، فقط عندما يصل الضغط أو الحرارة أو البرودة إلى درجات مؤلمة ومؤذية للغاية.

ويُعد الابتكار الجديد خطوة مهمة في التطوير المستقبلي لأنظمة متطورة، تساعد على تطوير أطراف اصطناعية وروبوتات ذكية"، على حد تعبير باسكاران.

وبالإضافة إلى النموذج الأولي لاستشعار الألم، طور فريق البحث أيضاً أجهزة تستخدم إلكترونيات قابلة للتمدد، يمكنها استشعار التغيرات في درجة الحرارة والضغط والاستجابة لها.

بديل لزراعة الجلد

وصنع الباحثون 3 نماذج أولية من الجلد الاصطناعي، تقدم ميزات رئيسية كاستشعار الضغط والحرارة والبرودة والوخز في الوقت الحقيقي، كما تتميز أيضاً بقدرتها على "المط" و "الثني" بزوايا كبيرة.

ومع مزيد من التطوير، يمكن أن يكون ذلك الجلد خياراً مستقبلياً، لعمليات ترقيع الجلد المعقدة، خاصة عندما يكون النهج التقليدي غير قابل للتطبيق.

ويعتمد النهج التقليدي في عمليات ترقيع الجلد على أخذ جلد سليم من أماكن أخرى من الجسم وزراعته في المكان المتضرر، إلا أن تلك الطريقة لا تصلح حين تكون إصابات الجلد كبيرة وفي أماكن متعددة.

اختراع آمن

ويقول الباحثون إن هذه التكنولوجيا بحاجة لمزيد من التطوير، لدمجها في التطبيقات الطبية الحيوية، لكنهم أكدوا على أن الجلد الجديد "متوافق مع الأنسجة البشرية"، ويمكن زراعته من دون مشاكل.

وصنع الباحثون الجلد من إلكترونيات قابلة للمط، تجمع بين مواد الأكسيد والسيليكون المتوافق حيوياً، لتقديم إلكترونيات شفافة وغير قابلة للكسر، ويمكن ارتداؤها مثل الملصق.

كما قاموا بطلائها بمجموعة من المواد المتفاعلة مع درجات الحرارة، وهي مواد أرق 1000 مرة من شعرة الإنسان، تعتمد على مادة تستجيب للتغيرات في درجات الحرارة.

وزود الباحثون الجلد بذاكرة لمحاكاة الدماغ، وهي عبارة عن خلايا ذاكرة إلكترونية تحاكي الطريقة التي يستخدم بها الدماغ الذاكرة طويلة المدى، لاسترجاع المعلومات السابقة والاحتفاظ بها.

وهذه هي المرة الأولى التي يجمع فيها جلد اصطناعي ما بين الإلكترونيات القابلة للمط، وخلايا الذاكرة طويلة المدى، وبين مستشعر الحرارة، وذاكرة تفاعلية مع درجة الحرارة.

كما يتمتع الجلد الاصطناعي بالقدرة على التفريق بين لمس دبوس بإصبعك بلطف، أو طعن نفسك به عن طريق الخطأ، وهو تمييز حاسم لم يتحقق إلكترونياً من قبل.