البشرة معجزة! فهي مرنة وقوية، وتساعد في تنظيم درجة حرارة الجسم، وتحمي أعضاءنا الداخلية. كما تتمتع بقدرة مذهلة على الشفاء من نفسها بعد الإصابات. تلهم خصائص الشفاء الذاتي هذه الأبحاث الحديثة في مجال الهيدروجيلات.

تصنيع هلام شافي ذاتيًا

قام باحثون من جامعتي ألتو وبايروث بتطوير هيدروجيل جديد يُقلد قدرة الجلد على الشفاء الذاتي. تم نشر نتائجهم الرائعة في مجلة Nature Materials، مما يُبشّر بتطورات مثيرة في مجالات الروبوتات الناعمة، علاج الجروح، والبشرة الاصطناعية، وتوصيل الأدوية 💊!

تُستخدم الهيدروجيلات في مجموعة متنوعة من التطبيقات الطبية. تُستخدم في ضمادات الجروح لتعزيز الشفاء، ومنع العدوى. كما أنها تستخدم في توصيل الأدوية داخل الجسم، ولتعزيز شفاء الأنسجة والعظام. مرونتها، وامتصاصها للماء، و احتفاظها به، تجعلها مثالية في المجال الطبي الحيوي.

قبل هذا الاكتشاف، كان الباحثون يُصنعون هيدروجيلات إما صلبة ومرنة أو ذاتية الشفاء، ولكن ليس كليهما. لكن الآن، تمكن الباحثون من الجمع بين هاتين الخاصيتين المذهلتين عن طريق إضافة “صفائح نانوية طينية كبيرة جداً ورقيقة” إلى الهيدروجيلات، مما يُقلد تمامًا مرونة الجلد وخصائص الشفاء الذاتي! 🤩

قال هانغ زانغ، أحد مؤلفي الدراسة، في بيان صحفي: “لطالما كانت الهيدروجيلات الصلبة والقوية والذاتية الشفاء تحديًا. لقد اكتشفنا آلية لتعزيز الهيدروجيلات الناعمة التقليدية. هذا الاكتشاف سيُحدث ثورة في تطوير مواد جديدة ذات خصائص مستوحاة من الكائنات الحية.”

التشابك والأشعة فوق البنفسجية

لإنتاج هذا الهلام، ساعد ترتيب صفائح النانو، وترتيب البوليمرات المتشابكة بين بعضها البعض في تكوين الهلام. قام الباحث تشين ليانغ بخلط الماء الذي يحتوي على صفائح النانو مع مسحوق من المونومرات. ثم قام بتسخين المزيج تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية، وهو نفس الضوء المستخدم في تجفيف طلاء أظافر الهلام! 💅

قال ليانغ في بيان صحفي: “إشعاع الأشعة فوق البنفسجية من المصباح يُسبب ربط جزيئات الأفراد معًا بحيث يصبح كل شيء صلبًا مرنًا – هلامًا!”

بعد أربع ساعات من القطع، لاحظ الفريق أن الهلام تعافى بنفسه بنسبة تتراوح بين ٨٠ و٩٠ بالمائة. وبعد 24 ساعة، تم إصلاحه بنسبة 100% ! تعافى من الإصابة بنسبة 100% في 24 ساعة فقط!

“يُشير التشابك إلى أن طبقات البوليمر الرقيقة تبدأ في التفاف حول بعضها البعض مثل خيوط الصوف الدقيقة، ولكن بترتيب عشوائي”، قال زانغ. “عندما تتشابك البوليمرات بالكامل، تصبح غير متميزة عن بعضها البعض. فهي ديناميكية للغاية ومتحركة على مستوى الجزيئات، وعندما تُقطع، تبدأ في التفاف حول بعضها البعض مرة أخرى. ♻️”

هلام المستقبل

يأمل فريق البحث في تطبيق هذا الهيدروجيل في تقنيات طبية حيوية أخرى أو في الروبوتات الناعمة. يمكن أن يُطبق هذا الهلام على روبوتات جراحية، أو يُستخدم كبشرة اصطناعية! 🤖

قال أولي إيكالا، مؤلف الدراسة: “هذا العمل مثال مثير للاهتمام حول كيف تُلهم المواد البيولوجية البحث عن تركيبات جديدة من الخصائص للمواد التركيبية. تخيل روبوتات ذات جلد قوي، مُتجدد ذاتيًا، أو أنسجة تركيبية تُصلح نفسها ذاتيًا! 🤔 إنها الاكتشافات الأساسية التي من شأنها تجديد قواعد تصميم المواد!”

ربما لا يزال هناك طريقٌ طويلٌ قبل تطبيق هذا الهيدروجيل الجديد على تقنيات أخرى، لكنه خطوةٌ لا تُصدق نحو تقدمٍ علميٍّ كبير. 🔬

المصدر: مصدر المقال