اعضای مصنوعی رباتیک نرم مبتنی بر میکروسیالات، به کمک بیماران دیابتی می‌آیند

در هر۳۰ ثانیه، پای یک نفر به خاطر دیابت قطع می‌شود. مشکلات عصب‌شناختی، به بیماران مبتلا به دیابت اجازه نمی‌دهد تا محرک‌های ضعیف را حس کنند؛ به همین دلیل افرادی که اعضای مصنوعی دارند، آسیب ناشی از نامتناسب بودن آن‌ها را احساس نمی‌کنند.

پژوهشگران کانادایی از اعضای مصنوعی جدیدی رونمایی کرده‌اند که با استفاده از رباتیک نرم مبتنی بر میکروسیالات ساخته می‌شوند. این اعضای مصنوعی جدید می‌توانند زخم‌های پوستی و درد بیمارانی که دچار قطع عضو در محدوده بین زانو تا مچ پا شده‌اند را کاهش دهند.

بیش از ۸۰ درصد از عمل‌های قطع عضو در سطح دنیا ناشی از زخم‌های دیابتی در ناحیه‌ پا هستند. در بیماران دیابتی، ورم پایین‌تنه می‌تواند حجم اعضای بدن را تا ۱۰ درصد و حتی بیشتر، افزایش دهد.

اکثر اعضای مصنوعی لایه‌های سیلیکونی و پارچه‌ای دارند که با کم و زیاد کردن تعدادشان، می‌توان تناسب آن عضو برای بدن بیمار را بهبود بخشید؛ اما مسئولیت بررسی این لایه‌ها بر عهده‌ خود بیمارانی است که به خاطر مشکلات عصب‌شناختی ناشی از دیابت، دچار مشکل حسی می‌باشند. در نتیجه، اعضای سالم بدن نیز ممکن است آسیب ببینند.

به گفته‌ کارولین رن، از دانشگاه واترلو، پژوهشگران به جای ساخت اعضای مصنوعی با کاسه‌های جدید، لایه‌های سیلیکونی یا پارچه‌ای به کاررفته را با یک لایه متشکل از اکچویتورهای سیال نرم جایگزین کرده‌ تا به عنوان لایه‌ میانی (رابط) عمل کند. این اکچویتورها به نحوی طراحی شده‌اند که در پاسخ به فشار و بسته به آناتومی عضو بدن، با تنظیم مقدار باد تغییر شکل می‌دهند و بدین ترتیب، درد و زخم‌های حاصل از اعضای مصنوعی را کم می‌کنند.

متخصصان در ابتدا از اکچویترهای بادی برای سازگاری فشار در ناحیه‌ اتصال اعضای مصنوعی استفاده می‌کردند. دستگاه اولیه وزن زیادی داشت و به همین دلیل، کاربردش با محدودیت روبرو بود.

پژوهشگران برای حل این مسئله، روشی برای تغییر اندازه اکچویتورها به مقیاس مینیاتوری ارائه دادند و تراشه‌ میکروسیالی را با ده دریچه طراحی کردند تا اکچویتور را کنترل کند. کنترل این سیستم بر عهده‌ یک پمپ هوایی مینیاتوری و دو دریچه مارپیچ است که هوای موردنیاز را در اختیار تراشه میکروسیالاتی قرار می‌دهند. جعبه کنترل کوچک و سبک است تا قابلیت تعبیه را در اعضای مصنوعی داشته باشد.

چندین پزشک با سابقه‌ در دستگاه‌های پروتزی و اعضای مصنوعی نیز در این گروه پژوهشی مشارکت داشتند تا اطلاعات لازم در مورد میزان فشار قابل قبول برای اعضای مصنوعی را در اختیار پژوهشگران قرار دهند. متخصصان فشار تماس حاصل از تمام اکچویتورها را ارزیابی و نتایج را با ارقام پزشکان مقایسه کردند.

بر اساس یافته‌ها، فشار ناشی از هر ۱۰ اکچویتور در بازه‌ مطلوب جای گرفت. امری که حاکی از موفقیت دستگاه جدید است. در آینده‌ای نه چندان دور، پژوهشگران قصد دارند تا این رویکرد را روی یک مدل زیستی، دقیق‌تر به آزمایش گذشته و امکان ادغام حسگرهای فشار در لایه‌ پروتزی را بررسی کنند.

جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید