غزل الباحثون نسيجًا بيولوجيًا ذكيًا يحاكي أكثر أنسجة الجسم صلابة

قام الباحثون وللمرة الأولى بإنتاج قماشٍ “ذكي” يحاكي نسيجًا مميزًا في الجسم يدعى السمحاق.

ومن المنتظر أن يُستخدم هذا النوع من القماش في أشياء ابتداءً من بدلات الحماية التي تصبح قاسيةً عند التعرُّض للصدمات إلى الأنسجة العضوية التي يمكن أن تُصلح وتحُلُّ محلَّ المفاصل في المستقبل.

السمحاق هو النسيجُ الذي يغطي كافة العظام في الجسم عدا المفاصل ولديه بعض الخصائص الفريدة جدًّا.

“يتكون السمحاق من مادةٍ “ذكية” متأصلة وهي التي تعطي العظام الصلبة قوةً إضافيةً عند الخضوع لأحمالٍ ثقيلة” وِفق الباحثين من جامعة New South Wales) UNSW) في أستراليا.

باستخدام نظامِ تصويرٍ ثلاثي الأبعاد كان الفريق قادرًا على رسم الخريطة المعمارية للنسيج، إضافة إلى المكونات الرئيسية فيه مما يُمكِّن من إنتاج نماذجَ من نسيجٍ ذكيٍّ جديد.

قال قائد الفريق “نوث تيت” (Knothe Tate):” اختبرنا الجدوى وأخضعنا نسيج سمحاق العظم الطبيعي المحاك لاختبار الأداء باستخدام برنامج تصميمٍ على الكمبيوتر”.

قام الفريق بحياكة النسيج باستعمال الكولاجين والإيلاستين وهي البروتينات الأساسية في النسيج البيولوجي ولكن كان هناك مشكلة، يقول تيت: “يكمن التحدي بخصوص استخدام الكولاجين والإيلاستين في أليافهما، حيث أنها صغيرةٌ جدًّا كي تلائم عملية النسج لذلك قمنا باستخدام مادةٍ تحاكي الإيلاستين وحريرٍ يحاكي الكولاجين”.

والنتيجة هي سلسلةٌ من نماذج النسيج الذي يحاكي سمحاق العظم الذكي بخصائصه المقاومة للإجهاد والتوتر.

يقول فريق UNSW أنَّ هذه العملية بما فيها النمذجة الحاسوبية وزيادة المكونات الرئيسية يمكن استخدامها فيما بعد لإنتاج المزيد من المواد بمكوناتٍ مختلفةٍ تمامًا.

أضاف تيت: “كما أثبتنا إمكانية استخدام هذه التقنية في اختبار ألياف أخرى لإنتاج مجالٍ واسع من المنسوجات الجديدة”.

على سبيل المثال، يعتقد أحد صنّاع النسخ أنه يمكن استخدام نسخة التيتانيوم لإنتاج أحزمة إطاراتٍ إشعاعيةٍ صلبة أقل ثخانةً وأكثر قوة.

ولكن الاستخدام الأكثر إثارةً هو التطبيقُ البيولوجي الذي يبحث فيه المختصون الآن بأنفسهم.

تقول المؤلفة الرئيسية “جوانا انغ” (Joanna Ng):”هدفنا على المدى البعيد هو حياكة أنسجةٍ بيولوجية، أجزاء من جسم الإنسان بشكل أساسي، في المختبر لاستبدال وإصلاح المفاصل العاطلة التي تعكس الخصائص البيولوجية، المعمارية والميكانيكية لسمحاق العظم”.

بالرغم من أنَّ الأمر سيحتاج لبعض الوقت، إلا أن هذا القماش الذكي واعدٌ ونحن نتطلع لنرى ما هي خطوة الفريق التالية.

ترجمة: رغد القطلبي
تدقيق بدر الفراك

المصدر