عضلات بيولوجية صناعية ذات مهمات بشرية

تطورها وكالة الفضاء الأميركية «ناسا» لزيادة قدرة الجسم على إنجاز الأعمال الشاقة

TT

* العضلات مصنوعة من مادة البولي يورثين التي لا يتعرف إليها الجسم

* ستغني عن %90 من عمليات زراعة القلب

* ستساعد العضلات على إنتاج أذرع بيونية بشرية كمبريدج: الدكتور اسماعيل الخطيب [email protected] نجحت التجارب المبدئية التي اجراها الاميركيون على عضلات صناعية منها عضلة القلب. وقال الباحث ماكس كلاسكين من نيويورك انه قد يستغني الاطباء عن زراعة العضلات، او حقن الالياف العضلية لدى المرضى الذين يعانون من اضطرابات في الجهاز العضلي الحركي. كما تتم تجربة العضلات القلبية الصناعية حاليا في كل من مستشفى مونت سانيه في مدينة نيويورك، ومستشفى ايفنستون في شيكاغو. ويمكن ان تدخل هذه العضلات في الاستخدام العملي مع بداية العام المقبل او في عام 2002.

أبحاث بدأت فكرة العضلات الصناعية بعيدا عن المجال الطبي، إلا ان الجراحين والمهتمين بهذا الموضوع وجدوا انها مفيدة في معالجة العديد من الامراض والحالات التي تتطلب معالجات جذرية، مثل مرض الحثل العضلي الذي يؤدي الى فقدان آلية عمل العضلات والتصلب اللويحي المتعدد، وبعض حالات الشلل وغيرها من الامراض التي تحتاج الى استخدام العضلات.

ويمكن استبدال العضلات بشكل كلي، او يمكن دعم عملها من خلال زراعة ألياف منها داخل العضلات الاصلية.

ويمكن التمادي بشكل اكبر بهذه التقنية، اذ يتوقع العلماء ان تكون هذه العضلات الهيكل الاساسي للرجل الآلي المستقبلي، ويمكن بناء اذرع واقدام بيونية ايضا تقوم بمهمات بشرية لزراعتها لدى مبتوري الاطراف.

استخدامات ومن المتوقع ان تغني العضلة عن %90 من عمليات زراعة القلب التي تتم حاليا. وعلق الباحث شاهينبور الذي صمم هذه العضلة قائلا: «إن مبدأ عمليات تدعيم القلب التي يقوم بها الجراحون حاليا عن طريق لف عضلة الظهر حوله، اقتبسها اطباء القلوب من مقالة صدرت في احدى المجلات العلمية عن العضلة الصناعية التي صممت لاهداف عسكرية وتجارية في ذلك الوقت. ولقد عرفنا بأنها يمكن ان تكون مفيدة لاجهزة الريبوت، او الآليات الصناعية ولكننا لم نفكر سابقا انها يمكن ان تكون مفيدة جدا في مساعدة القلوب المريضة. لكننا عرفنا ذلك لاحقا عندما استقبلنا العديد من مكالمات الجراحين المهتمين. ومن المؤسف ان هذه الفكرة لم تخطر ببالنا من قبل».

بدايات بدأ شاهينبور بحوثه في تركيب العضلات الصناعية، عندما طلبت منه الهيئات العسكرية في الولايات المتحدة صناعة بدلات عسكرية يمكن ان يرتديها الجنود لكي تعطيهم قوة مضاعفة او خارقة اثناء الحرب، والفكرة هي انشاء عضلات صناعية على شكل بدلة يستخدمها الجنود عندما يريدون نقل اشياء ثقيلة او عندما يتعبون او عندما تكون المعركة طويلة الأمد، فهذه البدلة تعطيهم الدعم اللازم.

ولقد عرف شاهينيور الذي يعمل حاليا في جامعة نيومكسيكو من خلال عضلته الجديدة المصنوعة من مادة «بولي اكريلونتريل» الشائعة باسم «اورلان» وكذلك من مواد اخرى. وتكمن اهمية هذه العضلة في أن هذه المواد رخيصة الكلفة ومتوفرة بكثرة ويمكن تغليفها بواسطة مادة البولي يورثين، حيث لا يستطيع الجسم التعرف إليها، وبالتالي لا يحدث اى نوع من أنواع الرفض المناعي المعروف في زراعة الاعضاء البشرية.

تركيب وتتألف العضلة القلبية الطبيعية من الياف بوليمر بيولوجية مركبة من سلالات متعددة من الجزئيات العضوية. ولقد بحث شاهينبور عن مادة غير بيولوجية شبيهة بالعضلات عندما فتش في مجموعة من مركبات البوليمر التركيبية واخيرا استقر على الحرير الصناعي النوعي.

وقام بتركيب العضلة عن طريق تغليف الياف البولي اكريلونتريل وتعريضها لدرجة حرارة 220 درجة مئوية لمدة خمس ساعات، ثم وضع هذه الآلياف في محلول هيدوكسيد الصوديوم المغلي، حتى اصبحت مشابهة لربطات المطاط او الاطواق المطاطية.

وهذه المادة تتمدد بشكل مرن (تتمطط) في المحاليل القلوية، وتنكمش في المحاليل الحامضية ويمكن ان تستجيب للتحريض خلال ثوانٍ قليلة. وعندما تغلف بمادة اللاتكس تصبح شبيهة جدا بالعضلة البشرية.

وهذه العضلة يمكن ان تستخدم في ترميم العضلات البشرية او في صناعة الرجل البيوني (الآلي) او صناعة العضلة القلبية.

وقد تبنت وكالة «ناسا» هذا المشروع، وتعمل على ابحاث لبناء عضلات صناعية في ملابس رواد الفضاء في المستقبل وذلك بهدف مساعدة الرواد على انجاز مهماتهم التي يمكن ان توكل إليهم في الكواكب الاخرى في المستقبل.

=