ხელოვნური კანი ჭრილობის შეხორცებას ისწავლის
ვინ იცის ადამიანის კანის თვისებები უკეთ, თუ არა იმ მკვლევარებმა, რომლებიც მის აღწარმოებას ცდილობენ. ადამიანის კანს გააჩნია არა მარტო მაღალი მგრძნობელობა, რომლის წყალობითაც ის ახერხებს თავის ტვინისათვის ზუსტი ინფორმაციის მიწოდებას მასზე ზეწოლისა და გარემოს ტემპერატურის შესახებ, არამედ ის ხასიათდება თვითგანკურნების უნარით და რჩება ადამიანის ორგანიზმის სანდო დამცავ ბარიერად.
სტენფორდის უნივერსიტეტის ქიმიური ინჟინერიის პროფესორმა, ჟენან ბაომ, თავის გუნდთან ერთად მოახერხა ამ ორი ფუნქციის შეხამება ახალ სინთეზურ მასალაში.
მეცნიერებმა შექმნეს მასალა, რომელსაც ძალუძს არა მარტო მსუბუქი შეხების შეგრძნება, არამედ თვითმკურნალობაც გაჭრის შემთხვევაში. მათი კვლევის შედეგები ჟურნალ „Nature”-ში გამოქვეყნდა.
„უკანასკნელი ათწლეულის მანძილზე სინთეზური კანის შექმნაში ბევრი წარმატება აღინიშნა”, – განაცხადა პროფესორმა ბაომ, კვლევითი ჯგუფის ხელმძღვანელმა. – მაგრამ ყველაზე ეფექტურ თვითაღდგენად მასალასაც კი არაერთი სერიოზული ნაკლი აქვს. ზოგი „ასამუშავებლად” მაღალი ტემპერატურის სერიოზურ ზემოქმედებას მოითხოვს, რის გამოც მისი ხშირი გამოყენება მოუხერხებელია. ზოგი „იკურნება” ოთახის ტემპერატურის პირობებში, მაგრამ „ჭრილობის” მკურნალობის შედეგად იცვლებოდა ქსოვილის მექანიკური ან ქიმიური სტრუქტურა. შესაბამისად, ასეთი მასალის აღდგენა შესაძლებელია მხოლოდ ერთხელ. რაც მთავარია, თვითაღდგენადი მასალა აუცილებლად უნდა იყოს ელექტრობის კარგი გამტარი”.
„იმისათვის, რომ შესაძლებელი იყოს ამ მასალის ურთიერთქმედება ციფრულ სამყაროსთან, ის დენის გამტარი უნდა იყოს”, – თქვა ბენჯამინ ჩი კეონგ ტიმ, სტატიის ძირითადმა ავტორმა.
ორი ინგრედიენტის გაერთიანების გზით მეცნიერებმა შეძლეს იმის მიღება, რასაც პროფესორმა ბაომ „ორი სფეროსათვის საუკეთესო” უწოდა; იგულისხმება პლასტმასის თვითაღდგენის უნარი და ლითონების გამტარობის უნარი.
მეცნიერებმა დაიწყეს პლასტიკის მოლეკულების გრძელი ჯაჭვიდან, რომელიც გაერთიანებულია წყალბადის კავშირებით – მასალის თვითაღდგენა შესაძლებელია დადებითად დამუხტულ და უარყოფითად დამუხტულ არეებს შორის არსებული შედარებით სუსტი მიზიდვის ხარჯზე. მასალის დრეკადობის უზრუნველსაყოფად მეცნიერებმა დაუმატეს მას ნიკელის ნაწილაკები. ამის წყალობით დენგამტარობაც ამაღლდა. „სხვადასხვა სახის პლასტმასთა უმრავლესობა კარგი იზოლატორია, მაგრამ ჩვენი კარგი გამტარია”, – განაცხადა ბაომ.
შემდეგ ეტაპზე უნდა გაირკვეს ის, რამდენად კარგად ხერხდება მექანიკური სიმტკიცისა და ელექტროგამტარობის აღდგენა დაზიანების შემდეგ.
მკვლევარებმა მასალის ვიწრო ზოლი სკალპელით შუაზე გაჭრეს, შემდეგ კი ზუსტად მიადეს ერთმანეთს რამდენიმე წამის განმავლობაში. აღმოჩნდა, რომ ნაწილები თითქმის შეერთდა. საწყისი სიმტკიცე და ელეტროგამტარობა 75%-ით აღდგა, ხოლო 30 წუთის შემდეგ – 100%-ით. როგორც ტიმ განაცხადა, „ადამიანის კანსაც კი თვითმკურნალობისათვის რამდენიმე დღე სჭირდება”.
პროფესორ ბაოს აზრით, მასალა უკვე ახლა საკმარისად მგრძნობიარეა – ის იძლევა ხელის ჩამორთმევის შეგრძნების საშუალებას. ამიტომ ის, სავარაუდოდ, იდეალური იქნება სამედიცინო პროთეზირებისათვის.
მეცნიერებმა შექმნეს მასალა, რომელსაც ძალუძს არა მარტო მსუბუქი შეხების შეგრძნება, არამედ თვითმკურნალობაც გაჭრის შემთხვევაში. მათი კვლევის შედეგები ჟურნალ „Nature”-ში გამოქვეყნდა.
„უკანასკნელი ათწლეულის მანძილზე სინთეზური კანის შექმნაში ბევრი წარმატება აღინიშნა”, – განაცხადა პროფესორმა ბაომ, კვლევითი ჯგუფის ხელმძღვანელმა. – მაგრამ ყველაზე ეფექტურ თვითაღდგენად მასალასაც კი არაერთი სერიოზული ნაკლი აქვს. ზოგი „ასამუშავებლად” მაღალი ტემპერატურის სერიოზურ ზემოქმედებას მოითხოვს, რის გამოც მისი ხშირი გამოყენება მოუხერხებელია. ზოგი „იკურნება” ოთახის ტემპერატურის პირობებში, მაგრამ „ჭრილობის” მკურნალობის შედეგად იცვლებოდა ქსოვილის მექანიკური ან ქიმიური სტრუქტურა. შესაბამისად, ასეთი მასალის აღდგენა შესაძლებელია მხოლოდ ერთხელ. რაც მთავარია, თვითაღდგენადი მასალა აუცილებლად უნდა იყოს ელექტრობის კარგი გამტარი”.
„იმისათვის, რომ შესაძლებელი იყოს ამ მასალის ურთიერთქმედება ციფრულ სამყაროსთან, ის დენის გამტარი უნდა იყოს”, – თქვა ბენჯამინ ჩი კეონგ ტიმ, სტატიის ძირითადმა ავტორმა.
ორი ინგრედიენტის გაერთიანების გზით მეცნიერებმა შეძლეს იმის მიღება, რასაც პროფესორმა ბაომ „ორი სფეროსათვის საუკეთესო” უწოდა; იგულისხმება პლასტმასის თვითაღდგენის უნარი და ლითონების გამტარობის უნარი.
მეცნიერებმა დაიწყეს პლასტიკის მოლეკულების გრძელი ჯაჭვიდან, რომელიც გაერთიანებულია წყალბადის კავშირებით – მასალის თვითაღდგენა შესაძლებელია დადებითად დამუხტულ და უარყოფითად დამუხტულ არეებს შორის არსებული შედარებით სუსტი მიზიდვის ხარჯზე. მასალის დრეკადობის უზრუნველსაყოფად მეცნიერებმა დაუმატეს მას ნიკელის ნაწილაკები. ამის წყალობით დენგამტარობაც ამაღლდა. „სხვადასხვა სახის პლასტმასთა უმრავლესობა კარგი იზოლატორია, მაგრამ ჩვენი კარგი გამტარია”, – განაცხადა ბაომ.
შემდეგ ეტაპზე უნდა გაირკვეს ის, რამდენად კარგად ხერხდება მექანიკური სიმტკიცისა და ელექტროგამტარობის აღდგენა დაზიანების შემდეგ.
მკვლევარებმა მასალის ვიწრო ზოლი სკალპელით შუაზე გაჭრეს, შემდეგ კი ზუსტად მიადეს ერთმანეთს რამდენიმე წამის განმავლობაში. აღმოჩნდა, რომ ნაწილები თითქმის შეერთდა. საწყისი სიმტკიცე და ელეტროგამტარობა 75%-ით აღდგა, ხოლო 30 წუთის შემდეგ – 100%-ით. როგორც ტიმ განაცხადა, „ადამიანის კანსაც კი თვითმკურნალობისათვის რამდენიმე დღე სჭირდება”.
პროფესორ ბაოს აზრით, მასალა უკვე ახლა საკმარისად მგრძნობიარეა – ის იძლევა ხელის ჩამორთმევის შეგრძნების საშუალებას. ამიტომ ის, სავარაუდოდ, იდეალური იქნება სამედიცინო პროთეზირებისათვის.
კომენტარები
- რეკლამა -
