العلوم الصحية

مهندسون يطورون طريقة لإنتاج أنسجة بشرية بطباعة الخلايا

تسمح تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بإنتاج تماثيل وقطع معدنية وأطراف اصطناعية وأسلحة وأطعمة، وطور فريق من علماء الهندسة الطبية في جامعة يوتا مؤخرًا طريقة لطباعة الخلايا بشكل ثلاثي الأبعاد، ما يسمح بتطوير أنسجة بشرية كالأربطة والأوتار ويحسن عملية استعادة المريض لصحته، إذ يمكن معالجة الشخص المصاب بتمزق في الأربطة أو الأوتار أو الأقراص المفصلية -وفقًا لبحث نشر في مجلة تيشو إنجينيرنج- عن طريق طباعة أنسجة جديدة وزرعها في المنطقة المصابة. وقال الدكتور روبي باولز الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الطبية الحيوية في جامعة يوتا والذي شارك مع ديفيد إيد في كتابة هذا البحث «تساعد هذه التقنية على زراعة أنسجة بديلة دون الحاجة إلى أي عمليات جراحية إضافية أو إلى نقل أنسجة من منطقة أخرى من الجسم.» استغرق تطوير هذه التقنية عامين، وتتطلب الحصول على خلايا جذعية من دهون جسم المريض ثم طباعتها على طبقة من الهلام المائي لتأخذ شكل وتر أو رباط، ثم ينمو لاحقًا في المخبر، وينقل بعد ذلك إلى المريض. وهذه عملية معقدة جدًا، إذ يجب أن تتكون الأوتار أو الأربطة من نسيج ضام يحتوي على خلايا مختلفة ضمن أنماط معقدة، كي تتحول بع..

أكمل القراءة »

أطراف اصطناعية جديدة تتلقى الأوامر من الأعصاب مباشرة

ولدت نيكول كيلي، المدافعة عن حقوق ذوي الاحتياجات الخاصة، دون ذراع يمنى، لكنها تستطيع اليوم طحن الفلفل ولعب الورق وفتح زجاجات العصير باستخدام ذراع اصطناعية متطورة حصلت عليها العام الماضي، وذلك بالتفكير في العمل المراد فحسب. وتوجد قصص أخرى مشابهة لقصة كيلي ضمن مقال جديد على موقع وايرد عن التحسينات المستمرة في مجال الأطراف الاصطناعية التي تأخذ الأوامر مباشرة من أعصاب المستخدمين. والجديد برنامج يمكنه فهم الإشارات المعقدة من الجهاز العصبي للمستخدم. وتوجد أمثلة عن تقنيات مشابهة، لكن هذا التقرير مثال رائع عن قدرة التقنيات الحديثة على تغيير حياة المستخدمين. وأجرى الموقع مقابلات مع أشخاص يستخدمون أطرافًا اصطناعية تحتوي على أنظمة تحكم طورتها شركات كوابت وإنفينيت بيوميديكال تكنولوجيز. وتلتقط هذه الأنظمة الإشارات العصبية بأقطاب كهربائية توضع على القسم العلوي لذراع المستخدم. ثم يدرب المستخدم خوارزمية مخصصة لترجمة إشارات الجسم العصبية إلى حركات طبيعية. وتتضمن الذراع التي تستخدمها كيلي، والتي تستخدم معدات وبرمجيات طورتها شركة كوابت، زر إعادة تعيين يتيح لها إعادة تشغيل الخوارزمية عند وجود مشكلات بها،..

أكمل القراءة »

بدلة اهتزازية لمسية تحول الموسيقى إلى تجربة جسدية بالكامل

الحس المرافق طور باحثون بدلة مذهلة تترجم الصوت إلى ذبذبات قوية يشعر بها الإنسان عندما يرتديها ويربطها حول الجذع والكاحلين والمعصمين، وأشار الباحثون إلى أن هذه التقنية تقدم وسيلة جديدة للشعور بالموسيقى، ما يفتح آفاقًا جديدة خاصة لمن يعانون مشكلات سمعية. ابتُكرت البدلة «ميوزيك: نات إمباسبل» نتيجة تعاون شركة التصميم نات إمباسبل وشركة تصنيع الإلكترونيات آفنت، وتولد أحاسيسًا متوافقة مع موسيقى مسجلة سلفًا، وبإمكان الدي جيه الخبير بالاهتزازات اللمسية أن يعدل تلك الأحاسيس لحظيًا خلال حدث موسيقي مباشر. وجرب البدلة كاتب لمجلة بيلبورد يدعى آندي هيرمان، فوصف تجربته بالرحلة. وكتب آندي «عندما ارتديت البدلة، شعرت بنبضات متزامنة مع قرع الطبول من كاحلي وحتى قدمي، وتدريجيًا أدخل الدي جيه عناصر أخرى، إذ اجتاحتني ذبذبات متزامنة مع دقات العصا الخشبية في معصمي، ثم شعرت بأوتار الجيتار تدلك ظهري، وكذلك دغدغت أنغام القيثارة صدري.» أيسر وصولًا وفي الأسبوع الماضي، نظمت الشركتين حفلًا لعرض البدلة خلال مهرجان لايف إز بيوتيفول في مدينة لاس فيجاس، وحضرت فرقة جريتا فان فليت الحفل، وخلاله قدمت الشركة بدلات للحضور ..

أكمل القراءة »

ابتكار دارات بيولوجية لبرمجة سلوكيات الخلايا الحية

طور فريق من الباحثين في معهد كاليفورنيا للتقنية (كالتيك) مجموعة أدوات بيولوجية من البروتينات يمكن تركيبها معًا بطرق مختلفة، مثل قطع لعبة مكعبات الليغو، لبرمجة سلوكيات جديدة في الخلايا الحية. برمجة الخلايا الحية وليثبتوا فكرتهم؛ صمم الباحثون وصنعوا دارة يمكن إضافتها إلى خلايا بشرية تنمو في طبق مخبري، مهمتها اكتشاف احتماليات نشاط الجين المسبب للسرطان في هذه الخلايا، ثم تحفز الدارة الخلايا المصابة، على التدمير الذاتي. ونفذ الباحثون مشروعهم في مختبر مايكل إلويتز؛ أستاذ علم الأحياء والهندسة البيولوجية والباحث في معهد هارفورد الطبي الأمريكي. ونشروا بحثهم في مجلة ساينس الأمريكية. ويعرف علم الأحياء التركيبي بأنه دراسة كيفية هندسة الخلايا لمنحها وظائف جديدة تتيح لها تنفيذ برامج معقدة، مثل اكتشاف الحالات المرضية والاستجابة لها، عن طريق تحرير جينوم الخلية، ما يتسبب في تعديل دائم ينتقل إلى الأجيال اللاحقة من الخلايا. ويشرح إلويتز بأن الهدف الأساسي لعلم الأحياء التركيبي هو نقل هذا التحول إلى حلول جينية لا تعمر طويلًا، فتؤدي غرضها وتزول بعد ذلك، كاستخدامنا لشريط لاصق قابل للإزالة بدلًا من الغراء..

أكمل القراءة »

الجلد التركيبي يضيف إلى الأطراف الاصطناعية قدرات حسّية خارقة

تجربة الإحساس تمنح الأطراف الاصطناعية المستخدمين الفاقدين لأحد أطرافهم قدرةً على تنفيذ مهمَّات عديدة، مثل: الجري والتسلق. لكنَّها لا تقدّم أداءً مثاليًّا في نقل الإحساس الطبيعي مهما كانت تقنيتها متطوّرة. لذلك صنع فريق من الباحثين جلدًا تركيبيًّا يتمتَّع بإحساس لمس خارق قد يفوق إحساس اللمس الطبيعي. إلَّا أنَّ التحدّي الأصعب أمام هذا الاختراع هو توصيل معلومات اللمس إلى الجهاز العصبي لمرتدي الطرف. الإحساس بالضغط عندما يضغط جسم على جلدك، فإنَّ نهايات الأعصاب في الجلد تتفعَّل وتنقل المعلومات إلى الدماغ على شكل نبضات كهربائية. ولمحاكاة هذه العملية الحيوية، صنع الباحثون محلولًا معلَّقًا يحتوي مبلمرات مرنة ممزوجة بجسيمات ممغنطة فوق غشاء من المستشعرات المغناطيسية. يثير الضغط على هذا الغشاء الجسيمات الممغنطة ويحرّكها لتقترب إلى المستشعرات، واعتمد الباحثون على هذه الآلية لنقل الحركة إلكترونيًّا. ونُشِرت نتائج الدراسة يوم الأربعاء الماضي في مجلَّة ساينس روبوتكس لتفتح الباب على عالم الأطراف الاصطناعية فائقة الإحساس. الإحساس بالدغدغة أظهرت الاختبارات أنَّ الجلد التركيبي تمتَّع بقدرة كبيرة على..

أكمل القراءة »

أشخاص ينشطون أدمغتهم لتحفيز الإبداع.. والخبراء يحذرون

تتوفر الآن أداة يقال إنها تساعد على تخفيف حدة الاكتئاب وتعزيز الإبداع، وتتطلب وضع زوج من الأقطاب الكهربائية على فروة رأسك ليتمكن الجهاز من تطبيق تيار كهربائي على دماغك. ويتوفر هذا الجهاز على موقع أمازون ويمكنك أيضًا تصنيعه بنفسك. لكن علماء النفس في جامعة جورجتاون حذروا في دراسة حديثة نشرت هذا الأسبوع في مجلة «كريتيفيتي ريسيرج،» من انتشار هذه الممارسات قبل فهمها جيدًا ودراسة تأثيراتها الصحية، لا سيما أن كثيرين اشتروا هذه الأجهزة غير الخاضعة للنظم الصحية وصنعوها بأنفسهم. وحذر الخبراء من أن هذه التقنية، التي أطلق عليها العلماء اسم التحفيز الكهربائي عبر الجمجمة، قد يكون لها آثار سلبية على أدمغة الشباب. وقال آدم جرين المؤلف المساعد في بيان صحفي له، «توجد مخاوف محتملة عديدة لتطبيق التيار الكهربائي بأجهزة مصنعة ذاتيًا مباشرة على الأدمغة. لكن يبقى هذا الاستخدام للتحفيز الكهربائي عبر الجمجمة أمرًا حتميًا. ولا ريب في أن خطر حدوث ضرر من هذه التقنية هو أمر قائم، وأكثر المخاطر رعبًا تتعلق بالأطفال والأدمغة النامية.» وقال باحثون من جامعة جورجتاون أن لديهم دليل على أن التحفيز الكهربائي عبر الجمجمة..

أكمل القراءة »

المثانات المنماة في المختبر تنقذ المرضى من براثن الغسيل الكلوي

يعيش حاليًا عشرة أشخاص بمثانات لم تكن موجودة في أجسامهم. إذ تمكن الأطباء من إنماء مثانة جديدة لكل شخص باستخدام خلاياه بدلًا من إخضاعه لعملية زرع مثانة مأخوذة من آخرين. ونشرت قناة بي بي سي تقريرًا عن عمليات زرع المثانات المنماة في المختبر. وتحدث المذيع في التقرير مع لوك ماسيلا الذي خضع للعملية منذ أكثر من عقد مضى. إذ ولد بحالة تسمى الصُلب المشقوق التي يترافق معها خطر تضرر المثانة والجهاز البولي، إلا أنه يعيش حاليًا حياةً طبيعيةً بعد العملية. وقال «كان خيار العيش على غسيل الكلى مدى الحياة مطروحًا، ما يعني أنني لن أتمكن من ممارسة الرياضة أو أن أعيش حياة طبيعية مع أخي،» لكن هذه الأفكار تلاشت بعد أن قرر الجراح أنتوني أتالا من مشفى بوسطن للأطفال زرع مثانة جديدة لماسيلا. أزال أتالا جزءًا صغيرًا من مثانة ماسيلا، ثم حصد خلايا هذا الجزء ونماها على طبق بتري. وحين وصل إلى عدد خلايا كاف، نشرها على قالب مثانة حيوي في بيئة عالية الأوكسجين ودرجة حرارة مضبوطة. واكتمل نمو المثانة المنماة في المختبر بعد أسابيع عديدة لتصبح جاهزةً لزرعها في جسم ماسيلا. وقال ماسيلا «كان الأمر شبيهًا بالخضوع لعملية زرع مثان..

أكمل القراءة »

باحثون يصممون نموذجًا أوليًا لعين بيونية

هل ترى أن النظر الثاقب يُعد قوةً خارقةً؟ ربما حانت فرصتك لتصبح رجلًا خارقًا بعد أن صمم باحثون من جامعة مينيسوتا نموذجًا أوليًا لعين بيونية تستطيع إعادة البصر لفاقديه ومنح نظر ثاقب للأشخاص السليمين. ونشر الباحثون بحثهم مؤخرًا في دورية أدفانسد ماتيريالز. استخدم الباحثون طابعةً ثلاثية الأبعاد صُممت خصيصًا لصنع النموذج الأولي للعين. إذ طبعوا أولًا قاعدةً من جزيئات فضية في باطن العين الزجاجية نصف الدائرية، ثم استعانوا بمواد بوليمرية شبه موصلة لطباعة الثنائيات الضوئية، وهي أجهزة تحول الضوء إلى إشارات كهربائية على القاعدة الفضية. واستغرقت العملية بأكملها قرابة الساعة ليحصل الباحثون على عين بيونية تحول الضوء إلى كهرباء بكفاءة تصل إلى 25%، وهي نسبة أقل من العين البشرية التي تستطيع التقاط الفوتونات الوحيدة. قد يستغرق الأمر زمنًا طويلًا قبل أن تُستخدم العين في عمليات الزراعة، فعلى الأرجح لن تكون العين الزجاجية مريحةً في حجرها. لهذا يسعى الفريق إلى إيجاد طريقة لطباعة العين من مادة طرية، ويرغب أيضًا في زيادة عدد مستقبلات الضوء لرفع كفاءة الثنائيات الضوئية. وأشار الكاتب المساعد مايكل ماك ألباين في..

أكمل القراءة »

شركة تقنية تخطط لزرع أجهزة تعقُّب في أجسام مرضى الخرف

جهاز التتبُّع عبر نظام تحديد الموقع بعد أن كانت أنشطة شركة ثري سكوير ماركت (3 2 إم) محصورة في زرع الرقاقات الإلكترونية في موظّفيها، تستعدُّ الآن لزرع أجهزة تعقُّب عبر نظام تحديد الموقع في مرضى الخرف. وأعلن تود وستبي المدير التنفيذي لشركة 3 2 إم عن خطّته عبر محطة سي إن بي سي يوم الأربعاء. وقال وستبي أنَّ الشركة تطوّر رقاقات تعمل بحرارة الجسم وتستجيب للأوامر الصوتية وتستطيع مراقبة العلامات الحيوية للشخص وتعقُّب موقعه عبر نظام تحديد الموقع. وتخطّط الشركة لتجريب هذه الرقاقات في العام 2019 وتسعى إلى الحصول على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية. الجمهور المستهدف وصرَّح باتريك ماكمولن رئيس الشركة أنَّ شريحة التتبُّع عبر نظام تحديد الموقع تستهدف المرضى الذين يعانون من الخرف واضطرابات الذاكرة، وقال «لا ريب أنَّ الهدف يستحقُّ التجربة، ونشهد طلبًا متزايدًا على منتج مثل هذا.» لا يخفى وجود طلب متزايد على منتج يؤدّي هذه الوظيفة، فوفقًا لمنظَّمة الصحّة العالمية، يعاني 47 مليون شخص حول العالم من الخرف؛ ويُتوقَّع أن يبلغ العدد 75 مليون بحلول العام 2030. ويعاني 60% من هؤلاء المرضى من مشكلات في ..

أكمل القراءة »

فورد تستخدم الهياكل الخارجية في مصانعها

قد تستحوذ الأتمتة على عالم التصنيع مستقبلًا، لكن ليس بعد. فعلى الرغم من أن بعض الآلات خلصت البشر من وظائف مزعجة في المصانع، لكن الدور الذي يلعبه العاملون البشر في خطوط الإنتاج المليئة بالمشقات ما زال أساسيًا. إذ تتطلب بعض الوظائف وقوفًا مطولًا على الأقدام، وبعضها الآخر يتضمن حركات متكررة للذراع قد تصل إلى 4600 مرة في اليوم أو مليون مرة في العام. وقد يصبح هذا طي النسيان لدى شركة فورد للسيارات مع استخدامها للهياكل الخارجية، وفقًا لموقع إنغادجيت. أدخلت فورد في نوفمبر/تشرين الثاني في مصنعين لها هياكلًا خارجيةً تُعرف باسم إيكسو فيست صنعتها شركة إيكسو بيونيكس. وستوزع الشركة قريبًا 75 هيكلًا خارجيًا على موظيفها في 15 مصنعًا حول العالم. لا تمتلك الهياكل محركات أو بطاريات، لكنها توفر الدعم السلبي للذراع (دون الحاجة لبذل جهد) ما بين 2.2 كيلوجرام وحتى 6.8 كيلوجرام تقريبًا. يستطيع الجهاز رفع الحمل عن عضلات الذراع عبر دعمها سلبيًا إلى أعلى وضعية تصل لها الذراع. وإن لم تقتنع، فقط ارفع ذراعك لعدة دقائق لتغير رأيك. أشار المتحدث باسم الشركة أن الهياكل الخارجية تبدأ خطواتها الأولى لدى فورد. وقال «مار..

أكمل القراءة »