استخدم العلماء الخلايا البشرية لصنع "بشرة حية" للشفاء الذاتي للروبوتات

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

تعد أجهزة Android التي هي جزء من الإنسان وجزء منها روبوت عنصرًا أساسيًا في الخيال العلمي. لكنهم الآن يقتربون من الواقع بعد أن صنع الباحثون جلدًا حيًا للروبوتات من الخلايا البشرية.

اليوم الروبوتات، حتى لو كان شكلها بشريًا ، فإنها تميل إلى أن تحتوي على أجزاء صلبة وبلاستيك صلب أو واجهات خارجية معدنية. بينما يأتي البعض الآن بطلاء مطاطي من السيليكون يحاكي مظهر الجلد ، إلا أنه لا يزال بعيدًا عن الإقناع ، وغالبًا ما يشبهون العارضات المتحركة أكثر من البشر.

قد يبدو هذا مجرد مشكلة تجميلية ، ولكن هناك أسباب تجعل امتلاك روبوتات تشبهنا إلى حد كبير أمرًا مفيدًا. كبداية ، يمكن أن يسهل على الأشخاص التفاعل مع الروبوتات بشكل طبيعي أكثر في المواقف التي يكون فيها بناء نوع من العلاقات أمرًا مهمًا ، مثل الرعاية الصحية أو خدمات العملاء.

جلد الإنسان هو أيضًا عضو قوي بشكل لا يصدق - إنه مليء بأجهزة استشعار أكثر تطوراً بكثير من تلك التي يمكننا هندستها ؛ إنها صلبة وطاردة للماء. بل إنها قادرة على شفاء نفسها عند تلفها. إن إعطاء الروبوتات كل هذه القدرات يمكن أن يوسع بشكل كبير ذخيرة المهام التي يمكن أن تساعدنا فيها.

لهذا السبب قرر الباحثون اليابانيون معرفة ما إذا كان بإمكانهم استخدام تقنيات هندسة الأنسجة لإنشاء غطاء لإصبع آلي مصنوع من خلايا جلد الإنسان. وجد أن "الجلد الحي" الناتج يتوافق بإحكام مع الإصبع ويثبت في مكانه عندما تنثني المفاصل ، وكان أيضًا طاردًا للماء وشفاءًا ذاتيًا.

قال شوجي تاكيوتشي قائد الدراسة شوجي تاكيوتشي من جامعة طوكيو: "إن ابتكارنا ليس ناعمًا مثل الجلد الطبيعي فحسب ، بل يمكنه إصلاح نفسه إذا تم قطعه أو تلفه بطريقة ما" وقال في بيان. "لذلك نتخيل أنه يمكن أن يكون مفيدًا في الصناعات التي تكون فيها قابلية الإصلاح في الموقع مهمة مثل الصفات الشبيهة بالإنسان ، مثل البراعة واللمسة الخفيفة."

تم استخدام ما يسمى بـ "معادلات جلد الإنسان" المصممة من الخلايا البشرية والمواد الحيوية الهيكلية مثل الكولاجين في الأبحاث وفي ترقيع الجلد لسنوات. لكنها نمت بشكل أساسي في صفائح ثنائية الأبعاد ، وكان من الصعب جعلها تنشئ أو تتوافق مع الهياكل ثلاثية الأبعاد.

في الآونة الأخيرة الورق في أمر, يضع تاكيوتشي وزملاؤه الخطوط العريضة لطريقة جديدة يتم فيها غمر إصبع آلي صلب في هيدروجيل الكولاجين الذي يحتوي على الخلايا الليفية الجلدية البشرية ، وهي نوع الخلية الرئيسي الموجود في النسيج الضام للجلد. ثم تم السماح لهذا الغلاف بالتطور ، وخلال ذلك الوقت تنتشر الخلايا الليفية في جميع أنحاء الكولاجين وتسبب في تقلص الهلام.

تسبب هذا في التصاق الطلاء بإحكام بالإصبع الآلي ، مما أدى بشكل أساسي إلى تكوين طبقة أولية يمكن للباحثين بعد ذلك زرعها باستخدام الخلايا الكيراتينية في البشرة ، وهي أكثر أنواع الخلايا شيوعًا في الطبقة الخارجية من جلد الإنسان ، وهي البشرة.

بعد أن تم منح هذه الطبقة الخارجية وقتًا للتطور ، أجرى الباحثون سلسلة من التجارب لاختبار خصائصها. أظهروا أنه كان مرنًا بما يكفي لينثني الإصبع دون تمزق ، وأنه أيضًا طارد للماء ، تمامًا مثل الجلد الحقيقي. حتى أنهم أظهروا أنه يمكن أن يشفي نفسه إذا تم تطعيم مكان الجرح بطبقة من الكولاجين.

ومع ذلك ، لا يزال الجلد الحي بعيدًا عن الشيء الحقيقي. كبداية ، لا يوجد لديه إمداد بالدم ، مما يعني أنه يحتاج إلى الباحثين لتقديم العناصر الغذائية الطازجة باستمرار والتخلص من النفايات. كما أنه يفتقر إلى العديد من المكونات التي تجعل جلد الإنسان قويًا للغاية ، مثل الغدد العرقية وبصيلات الشعر ومجموعة واسعة من أجهزة الاستشعار التي تسمح لنا باكتشاف أشياء مثل الضغط والحرارة.

يقول الباحثون أن هذه مجرد نقطة انطلاق ، وأنهم يخططون لتوسيع وظائف وتطور بشرتهم الحية. بالإضافة إلى جعل الروبوتات تبدو مثلنا ، يعتقد الباحثون أن خط أبحاثهم يمكن أن يكون له آثار على مستقبل التصنيع المتقدم. تكافح الروبوتات في الوقت الحالي مع المهام التي تتطلب درجة عالية من المهارة ، ولكن منحها المزيد من المتلاعبين مثل البشر يمكن أن يساعد في أتمتة بعض هذه المهام.

من المحتمل أن يمر بعض الوقت قبل أن يتمكن الباحثون من محاكاة جميع قدرات الجلد ، ناهيك عن صنع أغطية لكامل الجسم من الروبوتات. لكن هذا البحث يشير إلى أن الروبوتات قد لا تكون فكرة خيالية بعد الآن.

حقوق الصورة: شوجي تاكيوتشي / جامعة طوكيو

الطابع الزمني: 13 حزيران، 2022