ماشینی به نام انسان
در این مقاله، با 20 پیشرفت قابل توجه در زمینه استفاده از بیولوژی و تکنولوژی که منجر به بهبود وضعیت سلامتی و طول عمر انسان می شود، آشنا می شویم.
1- غدد لنفی مصنوعی
دانشمدان انستیتو رایکن در ژاپن اقدام به تولید غدد لنفی مصنوعی نموده اند و بدین ترتیب ارگان هایی ایجاد شده که قادر به تولید سلول های ایمن برای مقابله با عفونت ها هستند. گرچه آنها روزی خواهند توانست جایگزین غدد بیمار شوند امّا از آنها بدواً برای افزایش ایمنی بدن انسان ها استفاده خواهد شد. پزشکان می توانند با پُر کردن این غدد با سلول هایی که برای معالجه با بیماری های مختلف مانند سرطان یا HIV تجهیز شده اند، به مقابله با آنها بروند.
2- میکروب های ضدّ پوسیدگی
کار باکتریهای روی دندان تبدیل شکر به اسید لاکتیک بوده که باعث از بین رفتن مینای دندان شده و در نهایت منجر به پوسیدگی دندان می گردند. یک کمپانی به نام ONI در ایالت فلوریدا اقدام به مطالعه روی طیف جدیدی از باکتری به نام اسمارت یا هوشمند نموده که قادر به تولید اسید لاکتیک نیستند و در عین حال اقدام به رهاسازی آنتی بیوتیک کرده که باعث از بین رفتن عوامل پوسیدگی دندان ها می گردند. برای برخورداری از چنین مزیتی کافی است یک بار دندانپزشک، دندان های شما را به وسیله میکروب ها بپوشاند و دیگر تمام عمر از خطر پوسیدگی دندان نجات پیدا خواهید کرد.
3- حسگر آسم
آسم یک بیماری تنفسی و نوعی آلرژی است و تقریباً یک چهارم اتاق های بخش اورژانس در ایالات متحده اختصاص به این گونه بیماران دارد. حال با ساخت یک حسگر در دانشگاه پیتزبورگ ممکن است بالاخره تعداد این گونه بیماران کاهش پیدا کند. در داخل این حسگر که در دست جای می گیرد، یک نانوتیوب یا لوله بسیار نازک به قطر چند نانومتر قرار گرفته که از جنس کربن بوده و روی آن پوشش پلیمری قرار دارد. قطر این لوله 100 هزار بار نازک تر از تار موی انسان است و وظیفه آن تجزیه و تحلیل میزان ذرات اکسید ازت بوده چون این گازی است که قبل از حمله آسم توسط ریه ها تولید می گردد.
4- ابزار آزمایش سرطان
کالبد شکافی را فراموش کنید چون ابزار طراحی شده توسط مسؤولین علمی دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس قادر است فقط با استفاده از یک قطره بزاق دهان، سرطان را در بدن تشخیص دهد.
پروتئین هایی که همراه سلول های سرطانی هستند، نسبت به رنگ حسگر حساس بوده و از خود واکنش نشان می دهند و از خود پرتو فلوئورسنت منتشر کرده که توسط میکروسکوپ قابل تشخیص است.
آقای مهندس «چی ینگ هو» متوجه شده که از همین روش برای تشخیص سایر بیماری ها می توان استفاده کرد.
5- ضربان ساز بیولوژیکی
ضربان سازهای الکترونیکی باعث نجات جان انسان ها می گردند امّا در ساخت آنها از سخت افزارهایی استفاده شده که به تدریج دچار افسردگی می شوند.
حال محققین چندین دانشگاه در حال ساخت نمونه های جایگزین هستند که نیاز به باتری ندارند و آنها عبارتند از ژن های ضربان ساز که به نقاط آسیب دیده قلب تزریق می شوند و دارای فعالیت فیزیکی هستند.
ضربان سازهای بیولوژیکی ثابت کرده اند که قادرند بدون بروز هر گونه مشکلی ضربان قلب هایی را که کند کار می کنند، به حالت طبیعی خود برگردانند.
6- کانتکت لنزهای هوشمند
بیماری فشار چشم که به آن Glaucoma می گویند، باعث آسیب دیدگی اندام های بینایی شده و در نهایت منجر به کوری می شود که این عارضه دومین بیماری خطرناک چشم است. عدسی های کانتکت یا تماسی که در دانشگاه دیویس کالیفرنیا ساخته شده اند، دارای سیم های هدایتگری هستند که به طور پیوسته فشار و میزان مایع درون چشمان افرادی که مشکوک به فشار بالای چشم هستند را کنترل می کنند. این عدسی ها سپس اطلاعات دریافتی را به یک ابزار کوچک که به وسیله بیمار حس می گردد منتقل کرده و از طریق آن، اطلاعات بدون استفاده از هر گونه اتصالی به کامپیوتر منتقل می گردد. این اطلاعات به پزشکان برای تشخیص بیماری کمک می کنند.
7- STENTهای قابل جذب در قلب
STENTها باعث گشودن رگ هایی می گردند که به دلیل بیماری های مختلف قلبی، یا مسدود شده اند و یا باریک شده و نمی توانند خون کافی را از خود عبور دهند.
این STENTها داروهایی را از خود رها می کنند که از انسداد مجدد رگ ها جلوگیری می کند. STENTها برخلاف انواع فلزی، قابل جذب بوده و بعد از آنکه مأموریت خود را انجام می دهند، ناپدید می گردند.
دوره جذب شدن استنت حدود شش ماه به طول می انجامد، بعد از دو سال کاملاً از بین می رود و آن چه که باقی می ماند، قلبی سالم به همراه عروق سالم است.
8- بازگشت کلام
برای مردمی که قابلیت حرف زدن خود را از دست داده اند، یک موتور صوتی جدید تدارک دیده شده که قادر است اصواتی را ایجاد کند که قابل شنیدن و درک کردن باشند.
شرکت سازنده که این دستگاه را با کمک کمپانی معروف تگزاس اینسترومنت ساخته، از الکترودهایی در آن استفاده نموده که قادر به تشخیص علائمی هستند که از مغز به تارهای صوتی فرمان می دهد.
این گونه بیماران به تدریج تصور می کنند که در حال ادای کلمات هستند سپس ابزاری بسیار کوچک که در نزدیکی گردن بیمار نصب شده، اقدام به ارسال این علائم به یک کامپیوتر و یا تلفن همراه می کند که از طریق آنها صدا تولید می شود.
9- واکنش پیوند اعضاء
یکی از مشکلات پیوند اعضاء به خصوص اعضای حرکتی، این است که کنترل نمودن و مانیتورینگ آنها مشکل است. شما و همه معمولاً بدون نگاه کردن به اندام های حرکتی می توانید تشخیص دهید که موقعیت آنها چگونه است ولی چنین وضعیتی در مورد اندامهای پیوندی وجود ندارد. پوست نسبت به آن چیزی که به آن کشیده شدن می گویند، حساس بوده و می تواند تغییرات کوچک در جهت حرکت و میزان فشردگی آن را تشخیص دهد، بنابراین یکی از دانشجویان دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا در حال طراحی و ساخت وسیله ای است که پوست روی اندام پیوندی را در نزدیکی محل پیوند، به واکنش واداشته و بدین ترتیب اطلاعات آن به مغز ارسال شده و دارنده اندام پیوندی از موقعیت آن مطلع می گردد.
10- بازیافت عصب
تارهای عصبی در طول ستون فقرات افراد آسیب دیده، به دلیل ضایعاتی که در آن باقی مانده، رشد نمی کنند. برای رفع این مشکل یک ژله یا ژلاتین بسیار نازک و ظریف که نام آن را نانوژل (Nanogel) گذاشته اند، تولید شده که باعث رفع این انسداد می گردد. این ژله یا نانوژل به صورت مایع قابل تزریق بوده و در داخل سکویی از الیاف نانو به یکدیگر می پیوندند. پپتیدهای موجود در الیاف به سلول های بنیادی که در شرایط عادی تشکیل بافت هایی التیامی را می دهند (که همان ها باعث بروز انسداد می گردند) فرمان می دهند که اقدام به تولید سلول های عصبی کنند.
11- پایدار کردن داخل کفش
هنگامی که مادربزرگ آقای «لیبرمن» دچار حادثه ناشی از افتادن روی زمین شد، او در صدد برآمد راه و روشی را جستجو کند که چنین حادثه ای دوباره اتفاق نیفتد. این کار عملی نشد تا اینکه چند سال بعد از آن واقعه در سازمان هوافضای ایالات متحده به چیزی که در این مورد کمک می کند برخورد. سیستمی که در ناسا ابداع شده بود عبارت از تکنولوژی حفظ تعادل فضانوردان بعد از بازگشت از سفر فضایی بود. به این سیستم I Shoe (آی شو) می گویند که وظیفه آن تجزیه و تحلیل فشار و نحوه توزیع آن در کف پا است. دکترها می توانند با استفاده از این تکنولوژی که در داخل کف کفش جاسازی می شود، به کنترل مشکلات تعادلی شخص پرداخته و هم چنین به بیماران کهنسال کمک کنند تا از سقوط و زمین خوردن آنها جلوگیری شود.
12- تحریک کننده ماهیچه ها
هنگامی که استخوانی در بدن دچار شکستگی می گردد، مادامی که بهبود پیدا کند، ماهیچه های مرتبط با آن در اثر عدم استفاده تا حدود زیادی توانایی های حرکتی خود را از دست می دهند.
یک کمپانی به نام Stimu Heal اقدام به رفع این مشکل نموده، آن هم با استفاده از دستگاه هایی به نام Myo Spare که ابزاری است متکی به باتری و یک تحریک کننده الکتریکی بوده و بدین ترتیب ماهیچه ها را به تمرین واداشته و آنها را در طول دوران بهبودی استخوان، سالم و قوی نگه می دارد.
13- قرص هوشمند
یک شرکت آمریکایی اقدام به ساخت حسگرهایی نموده که وظیفه شان ردیابی داروها بلافاصله بعد از بلع است.
میکلورچیپ هایی که به درشتی دانه شن هستند، اقدام به انتشار جریانات الکتریکی می کنند و توسط گیرنده هایی که همانند چسب زخم هستند و روی پوست قرار دارند جمع آوری می شوند.
وظیفه دیگر این گیرنده ها مانیتور و کنترل ضربان قلب و تنفس بوده و اطلاعاتی را بدون استفاده از هر گونه کابل و سیم ارتباطی به کامپیوتر منتقل می کنند.
برای اصلاح تأثیر داروهای به کارگیری تکنولوژی دیجیتال همانند سایر صنایع و شبکه نمودن آنها و جمع آوری اطلاعات ضروری به نظر می رسد.
14- صندلی چرخدار هوشمند
محققین دانشگاه MIT صندلی چرخدار اتوماتیکی را طراحی کرده اند که کاربر خود را به جایی که می خواهد می رساند.
این صندلی می آموزد که چگونه با محیط اطراف خود آشنا شود و این کار از طریق گوش دادن به جهت بیماری که روی آن می نشیند و از آن استفاده می کند، اتفاق می افتد.
به طور مثال بیمار اتاق خود را به او معرفی می کند و یا آشپزخانه و... صندلی با استفاده از سیستم Wi-Fi اقدام به تهیه یک نقشه می کند که برخلاف GPS در فضای داخل خانه کاربرد دارد. مدلی که فعلاً ساخته شده و در حال انجام آزمایش های مختلف است، روزی مجهز به دوربین و لیزر جهت یاب و سیستم جلوگیری از برخورد و تصادف خواهد شد.
15- بوش مربوط به روده و معده
چاقی بیش از حدّ گاهی ناشی از دیابت نوع دوم بوده که در اثر مرور زمان از بین رفتن لوزالمعده می گردد. غلاف یا بوش مربوط به روده و معده که توسط شرکت جی آی دینامیکز در ماساچوست ایالات متحده تولید شده، با جلوگیری از تماس مواد غذایی با دیواره روده ها سبب می گردد که شخص فربه به وزن عادی خود برگردد. برای وارد کردن این بوش که از راه دهان و به وسیله آندوسکوپی انجام می گیرد، نیازی به عمل ایجاد انشعاب فرعی به روده نبوده، بنابراین به عمل جراحی احتیاجی نیست. این بوش ها در فاصله 61 سانتی متری ابتدای روده کوچک، جایی که اکثر کالری ها جذب می شوند به طور پشت سر هم قرار می گیرد (سایر مواد غذایی در قسمت های پایین روده جذب می شوند.)
16- اسکنر کبد
آیا می دانید میزان سلامت کبد شما چقدر است؟ تا همین اواخر پاسخ به این سؤال اغلب نیاز به انجام عمل بیوپسی یا بافت برداری داشت که خیلی هم ساده نیست! یک کمپانی فرانسوی به نام Echo Sens اقدام به تولید و طراحی ماشینی نموده که ظرف مدّت 5 دقیقه اقدام به انجام اسکن برای پیدا کردن آسیب دیدگی در کبد می کند. مطالعات نشان می دهد که کبدهای آسیب دیده سخت تر شده و از قابلیت ارتجاعی کمتری برخوردارند که به آن Fibroscan می گویند. در این روش با استفاده از امواج مافوق صوت، میزان کشدار بودن کبد اندازه گیری می شود.
17- چسب نانو
پای مارمولک ها پوشیده از موهای بسیار بسیار نازک بوده که از خود نیروهای بین مولکولی منتشر کرده و این امکان را به آنها می دهد که روی هر سطحی محکم بچسبند.
با اطلاع از چنین قابلیتی دانشمندان دانشگاه MIT چسبی را ساخته اند که به وسیله آن می توان زخم ها را عایق کاری کرده و یا زخم معده را بهبود بخشید. این چسب مخصوص کاملاً انعطاف پذیر بوده، ضدّ آب است و از موادی ساخته شده که بعد از بهبودی زخم، خود به خود از بین می رود.
18- دیالیز متحرک
بیش از 15میلیون آمریکایی بالغ، از بیماری کلیه رنج می برند. ناکارآمدی کلیه ها باعث می گردد که رفع سموم در بدن یا اصلاً انجام نشود و یا با مشکل انجام گیرد. در واقع کلیه ها همان گونه که مطلع هستید، اندام پالایش کننده خون هستند. دیالیز استاندارد در واقع از سه مرحله طولانی تشکیل شده که در بیمارستان و به صورت هفتگی می بایست انجام پذیرد. حال شرکتی واقع در کالیفرنیا اقدام به طراحی و ساخت کلیه مصنوعی نموده که می تواند در طول یک ساعت، اقدام به پاک سازی خون نماید. این دستگاه، تمام اتوماتیک بوده و به وسیله باتری کار می کند ضدّ آب بوده و چون وزنی کمتر از 2/27 کیلوگرم دارد، قابل حمل است.
19- شبیه ساز راه رونده
قربانیان و مبتلایان به سکته های مختلف می توانند با استفاده از برنامه توانبخشی که در فضای مجازی توسط دانشگاه پورث موس در انگلستان تدارک دیده شده، دوران نقاهت خود را سریع تر طی کنند. به محض آنکه بیمار پای خود را روی تردمیل (دستگاه حرکت در جا) می گذارد، تصاویر متحرکی را ملاحظه می کنید که باعث خطای مغز بیمار شده و او تصور می کند که آنها آهسته تر از آن چیزی که تصور می کنند، حرکت می نمایند. در نتیجه بیمار نه تنها سریع تر قدم می زند، حرکت می کند و مسیر بیشتری را طی می نماید بلکه درد کمتری را در انجام آن حس می کند.
20- بازوی موشکی
برای افزایش نیروی اندام های پیوندی نیاز به استفاده از مجموعه باتری بزرگ است. یکی از متخصصان دانشگاه وندربیلت راه حل دیگری را که عبارت از منبع نیروی دیگری است جایگزین نموده : اصطلاحاً به آن بازوی موشکی می گویند. این بازوی مصنوعی می تواند وزنی معادل بیش از 9کیلوگرم را بلند کرده که سه الی چهار برابر بازوهای مصنوعی امروزی است. پراکسید هیدروژن نیروی مورد نیاز بازوی مصنوعی را برای انجام امور عادی جهت مدّت 18 ساعت تأمین می کند.
