ماهی رباتیکی با ضربان سلول‌های قلب انسان

گروهی از دانشمندان، نوعی از ماهی‌های رباتیک ساخته اند که از سلول‌های قلب انسان نیرو می‌گیرد. این ماهی که به تنهایی شنا می‌کند، نشان می‌دهد که چگونه بافت قلب رشد یافته در آزمایشگاه می‌تواند برای حفظ ضربان ریتمیک به طور نامحدود طراحی شود.

کد خبر: ۶۶۲۰۷۲

تاریخ: ۲۲ بهمن ۱۴۰۰ - ۱۷:۲۰

به گزارش سرویس آی تی و فناوری انتخاب به نقل از دیجیتال ترندز، کیت پارکر، استاد مهندسی زیستی و فیزیک کاربردی در هاروارد‌ می‌گوید: "این یک تمرین آموزشی است.  در نهایت، من می‌خواهم برای یک بچه بیمار قلب بسازم. "

بیوهیبرید‌های کوچک، بر پایه گورخرماهی، از کاغذ، پلاستیک، ژلاتین و دو نوار از سلول‌های عضله قلب زنده ساخته شده‌اند.  یک نوار در امتداد سمت چپ بدن ربات و دیگری در امتداد سمت راست قرار دارد.

وقتی سلول‌های ماهیچه‌ای در یک طرف منقبض می‌شوند، دم در آن جهت حرکت می‌کند و ماهی را در آب به پیش می‌برد، حرکت همچنین باعث کشیده شدن نوار سلول‌های عضلانی در طرف مقابل می‌شود.  این کشش، به نوبه خود، سیگنالی تولید می‌کند که باعث انقباض سلول‌ها می‌شود، که باعث تداوم حرکت شنا می‌شود.

پارکر می‌گوید: "وقتی چرخه شروع می‌شود، این چیز‌ها به حرکت در می‌آیند،   ماهی‌ها مجهز به دسته خاصی از سلول‌ها هستند که چرخه کشش و انقباض را آغاز می‌کنند، این ماهی رباتیک توسط تیمی از دانشمندان از جمله کیل یونگ لی از هاروارد و پارک سونگ جین از دانشگاه اموری و فناوری جورجیا طراحی شد. "

این ماهی بیش از سه ماه به شنا ادامه داد و مواد مغذی اضافه شده به مایع اطراف آن‌ها حفظ شد. امکان تولید بافت قلب انسان که به خودی خود می‌تپد بسیار مهم است، زیرا بدن نمی‌تواند سلول‌های قلب از دست رفته در اثر بیماری یا التهاب را جایگزین کند. پارکر می‌گوید: "پس از تولد، حدود دو روز پس از خروج از رحم، تعداد سلول‌های عضلانی قلبی که در آن زمان دارید، تمام چیزی است که تا آخر عمر خواهید داشت. "

پارک می‌گوید این تیم برخی از نمونه‌های اولیه را با فعال کردن مصنوعی سلول‌های عضلانی آزمایش کردند.  سپس ماهی‌های باقی مانده را در دستگاه جوجه کشی گذاشتند و چند هفته‌ای آن‌ها را فراموش کردند.

پارک می‌گوید: وقتی بالاخره انکوباتور را باز کردند، «همه ماهی‌ها خودشان شنا می‌کردند ماهی از جهاتی یک پمپ است.  اما به جای پمپاژ خون در بدن، خود را از طریق آب پمپ می‌کند. من واقعاً معتقدم که یک طرح طراحی مشترک وجود دارد، برخی از قوانین اساسی پمپ‌های عضلانی وجود دارد که از اشکال حیات دریایی تا قلب انسان حفظ می‌شوند. سلول‌های ماهیچه‌ای نیز مانند سلول‌های قلب انسان با ورزش قوی‌تر شدند.  این نشان می‌دهد که این سلول‌ها در نهایت می‌توانند برای ترمیم قلب نارسا استفاده شوند.»