20 تحول برتر زيست

1- ميكروب‌هايي براي مبارزه با فساد دندان

باكتري‌هاي زنده در دندان‌ها قند موجود در محيط را به ماده اي به نام اسيدلاكتيك تبديل مي‌كنند. اين ماده تاثير مخربي بر دندان‌ها دارد به طوري كه موجب فرسايش و از ميان رفتن ميناي دندان‌ها مي‌شود و مقدمات تخريب آنها را فراهم مي‌آورد. اما اكنون محققان در يك شركت تحقيقاتي در فلوريدا زنجيره ميكروبي جديدي مهندسي كرده‌اند كه به آن Smart گفته مي‌شود. اين باكتري جديد اسيد لاكتيكي در دهان توليد نمي‌كند و در عوض آنتي بادي منتشر مي‌كند كه زنجيره عوامل طبيعي فساد درون دندان‌ها را از بين مي‌برد. در استفاده از اين فناوري نوين، دندانپزشكان تنها بايد اين زنجيره مهندسي شده را روي دندان‌ها بكشند و نيازي به استفاده از روش‌هاي پيچيده درماني نيست.

2- غدد لنفاوي مصنوعي

گروهي از دانشمندان در انستيتو «راكن» ژاپن موفق به طراحي نسخه حيرت‌انگيزي از غدد لنفي مصنوعي با كاركردهاي استثنايي شده‌اند. غدد لنفي در بدن وظيفه دارند سلول‌هاي ايمني را براي مقابله با عفونت‌هاي مختلف آماده كنند. از آنجا كه در آينده‌اي نه چندان دور مي‌توان به جايگزين‌سازي اين غدد به جاي غدد لنفي طبيعي بيمار و از كار افتاده اميدوار بود، برخي كارشناسان از آينده روشن اين فناوري و استفاده از آنها براي افزايش سطح ايمني بدن خبر داده اند. به گفته ابداع‌كنندگان اين فناوري، پزشكان مي‌توانند اين غدد را با سلول‌هايي پر كنند كه براي درمان برخي بيماري‌هاي خاص نظير ايدز و سرطان به كار گرفته مي‌شوند.

3- حسگر براي تشخيص آسم

در حال حاضر بيماري آسم دربرگيرنده يك چهارم مراجعات اورژانسي در آمريكاست، اما با استفاده از حسگري كه در دانشگاه پيتسبورگ ارائه شده است، مي‌توان به كاهش چشمگير اين نسبت اميدوار بود. در دل اين حسگر كه براحتي در دست جاي مي‌گيرد، از نانولوله كربني پوشيده از پليمري خاص استفاده شده كه يكصدهزار بار باريك‌تر از موي انسان است. اين حسگر مي‌تواند مقادير اكسيد نيتريك در هواي بازدم را اندازه گيري كند. اما چرا اكسيد نيتريك؟ دانشمندان دريافته اند اين گاز در آستانه آغاز حملات آسم در شش‌ها توليد مي‌شود.

4- آزمايش سرطان با استفاده از بزاق دهان

به عقيده دانشمندان بايد هرچه زودتر نمونه‌برداري براي شناسايي توده‌هاي سرطاني را كنار گذاشت. در اين خصوص فناوري نويني از سوي محققان دانشگاه كاليفرنيا در لس آنجلس ارائه شده است كه با بررسي تنها يك قطره از بزاق دهان مي‌تواند وجود نشانه‌هايي از سرطان را بازگو كند. دانشمندان براي ارائه اين فناوري نوين تمركز خود را بر روي پروتئين‌هايي معطوف كرده‌اند كه با سلول‌هاي سرطاني در ارتباط هستند و در جريان واكنش با حسگر تغيير رنگ مي‌دهند. در نتيجه اين فرآيند نور فلئوروسنتي منتشر مي‌شود كه تنها با استفاده از ميكروسكوپ قابل ديدن هستند. چي مينگ هو، محققي است كه روي اين فناوري نوين كار مي‌كند. او بر اين نكته تاكيد دارد كه همين الگو را نيز مي‌توان براي شناسايي ساير بيماري‌ها به كار برد.

5- تنظيم كننده بيولوژيكي

در حال حاضر تنظيم كننده‌هاي الكترونيكي نقش قابل توجهي در كمك به حفظ جان انسان‌ها دارند اما آنها از سخت‌افزاري استفاده مي‌كنند كه در نهايت از بين خواهند رفت. اكنون محققان چندين دانشگاه برتر دنيا روي طراحي و ساخت جايگزين بدون نياز به باتري متمركز شده‌اند و آن چيزي نيست جز ژن‌هاي تنظيم كننده در سلول‌هاي بنيادين كه به مناطق آسيب ديده قلب تزريق مي‌شوند. تنظيم كننده‌هاي بيولوژيكي كه هماهنگي انطباقي بهتري با حركات فيزيكي بدن دارند، نويد دهنده تحولي نوين در دانش بررسي قلب و عروق به شمار مي‌آيند.

6- درك احساس در عضو مصنوعي

يكي از مهم‌ترين چالش‌هاي موجود در عرصه توسعه دانش طراحي و ساخت اندام‌هاي مصنوعي اين است كه اعمال كنترل بر آنها فرآيندي بسيار دشوار است. كارلين بارك از محققان دانشگاه استنفورد مي‌گويد: انسان‌هاي عادي بدون نياز به نگاه كردن به اندام‌هاي مختلف خود آنها و جايشان را احساس مي‌كنند، اما اين شانس درخصوص معلولان صدق نمي‌كند. پوست در مقابل كشيده شدن حساسيت از خود نشان مي‌دهد و براحتي مي‌تواند كوچك‌ترين تغييرات روي خود را تشخيص دهد. اكنون بارك با درك اين موضوع، طراحي دستگاهي را آغاز كرده است كه با نصب در نزديكي عضو مصنوعي، فرد استفاده كننده مي‌تواند احساس مشخصي از محل قرار داشتن عضو و حركات آن داشته باشد.

7-لنزهاي تماسي هوشمند

گلاكوما، دومين عامل نابينايي، زماني روي مي‌دهد كه فشار درون چشم افزايش مي‌يابد و در نتيجه آسيب زيادي به سلول‌هاي شبكيه وارد مي‌شود. اما لنزهاي تماسي كه در دانشگاه كاليفرنيا در ديويس ارائه شده‌اند، سيم‌‌هاي ‌هادي‌اي دارند كه به صورت مستمر فشار درون چشم و جريان مايع آن را در افراد در معرض خطر كنترل مي‌كنند. در ادامه اين لنزها داده‌هاي ثبت شده را به دستگاه كوچكي ارسال مي‌كنند كه در قسمتي از لباس بيمار جاسازي شده است. اين دستگاه نيز به صورت بي‌سيم اين داده‌ها را به رايانه منتقل مي‌كند. جريان مستمر اطلاعات به ثبت رسيده به پزشكان كمك مي‌كند تا درك بهتري از علت شكل گيري اين بيماري داشته باشند. به گفته متخصصان ممكن است لنزهاي آينده حتي از اين قابليت استثنايي برخوردار باشند كه داروهاي خاصي را در واكنش با افزايش فشار درون چشم منتشر كنند.

8-بازگرداندن توانايي تكلم

براي افرادي كه توانايي خود را در تكلم از دست داده اند، موتور جديد گفتاري صوتي كه از سوي محققان در ايلينويز ارائه شده است امكان منحصربه فردي همچون تكلم مجدد را فراهم مي‌كند. اين فناوري نوين Audeo نام دارد و در آن از الكترودهاي مخصوصي براي رديابي سيگنال‌هاي نوروني استفاده شده است كه بين مغز و تارهاي صوتي در حال عبور و مرور هستند. بيماران بايد به آهستگي آنچه مدنظرشان است را از خود منتشر كنند و در ادامه اين دستگاه كه براحتي كنار گردن قابل نصب است، به صورت بي سيم اين داده‌ها را به رايانه يا تلفن همراه منتقل مي‌كند و در نهايت مفهومي‌ به نام «گفتار» خلق مي‌شود.

9-بازكننده‌هاي زيستي رگ ها

بازكننده‌هاي قلبي براي برطرف كردن گرفتگي‌ها در رگ‌هاي قلبي به كار گرفته مي‌شوند. بازكننده‌هاي قلبي منتشر كننده دارويي نيز وجود دارند كه مانع از انسداد و گرفتگي دوباره رگ‌ها مي‌شوند. اكنون نسخه زيستي اين فناوري در آزمايشگاه‌هاي «آبوت» در ايلينويز ارائه شده كه حتي يك گام به جلو گذاشته است: برخلاف بازكننده‌هاي فلزي، اين ريزدستگاه‌هاي جديد كار خود را انجام داده و ناپديد مي‌شوند. در واقع پس از 6 ماه اين بازكننده‌ها شروع به ناپديد شدن مي‌كنند و بعد از 2 سال كاملا از بين مي‌روند اما نتيجه كار آنها يعني عروق سالم و باز شده بر جاي مي‌ماند.

10-شبيه‌ساز ماهيچه

معمولا زمان زيادي براي احياي مجدد استخوان‌هاي شكسته و ترك خورده صرف مي‌شود و در اين مدت عضو آسيب ديده بدون حركت باقي مي‌ماند و اين نتيجه‌اي جز تحليل رفتن ماهيچه‌هاي اطراف استخوان ندارد. اما اكنون محققان توانسته‌اند اين مشكل را با دستگاهي برطرف كنند كه با باتري كار مي‌كند. اين دستگاه از تحريك كننده‌هاي الكتريكي براي اين منظور استفاده مي‌كند. اما دستگاهي كه آنها را توليد مي‌كند آنقدر كوچك است كه در زير ناحيه گچ گرفته شده قرار مي‌گيرد. اين دستگاه ماموريت دارد ماهيچه‌ها را ورزش دهد و آنها را در زمان ريكاوري در وضعيت خوبي نگاه دارد.

11-بازتوليدكننده عصبي

فيبرهاي عصبي نمي‌توانند در نخاع بيماران آسيب ديده نخاعي رشد كنند. اما اكنون محققان دانشگاه نورت وسترن موفق به توليد ژل نانويي شده‌اند كه با استفاده از آن اين نقص از بين مي‌رود. ژل ياد شده خود را به صورت خودكار به درون ساختار داربستي نانوفيبرها فرو مي‌كند. در ادامه پپتيدهايي كه در فيبرها وجود دارند سلول‌هاي بنياديني توليد مي‌كنند كه در نهايت با خلق سلول‌هايي خاص، احياء عصبي نخاع را موجب مي‌شوند. اين داربست در عين حال از رشد آكسون‌هاي جديد بالا و پايين نخاع نيز حمايت مي‌كند.

12-نسل جديد كفي‌هاي كفش

هنگامي ‌كه مادربزرگ فرز ليبرمن پس از سقوط روي زمين دچار صدمات زيادي شد، وي بر آن شد تا از تكرار اين حادثه دردناك جلوگيري كند. او كه يك محقق در دانشگاهMIT است مي‌گويد: استفاده از فناوري كه تعادل فضانوردان تازه بازگشته از فضا را كنترل مي‌كند راه جالب توجهي است. او توانسته است نوعي كفي مخصوص براي كفش كهنسالان تهيه كند كه مشكل حفظ تعادل در آنها را از بين مي‌برد.

13-قرص هوشمند

محققان مركز تحقيقاتي در كاليفرنيا موفق به مهندسي حسگرهايي شده‌اند كه با ثبت لحظه به لحظه فرآيند درماني از زمان بلعيده شدن داروها فرآيند بهبود بيمار را زير نظر مي‌گيرند. اين قرص‌ها كه در حقيقت ريزتراشه‌هايي به اندازه دانه شن هستند، جريان‌هاي الكتريكي با فركانس بالا از خود منتشر مي‌كنند كه از سوي دريافت كننده‌اي كه در پوست جاسازي مي‌شود دريافت مي‌شوند. اين دريافت كننده‌ها همچنين وظيفه دارند سرعت ضربان قلب و تنفس بيمار را زير نظر بگيرند و به صورت بي‌سيم داده‌هايي را به رايانه ارسال كنند. محققان معتقدند براي ارتقاي سطح كيفي تاثيرگذاري داروها بر بدن بايد از فناوري‌هاي ديجيتالي نظير اين قرص‌ها استفاده كرد.

14-ويلچر خودكار

محققان دانشگاه ام.آي.تي ويلچر خودكاري را طراحي كرده اند كه تنها به واسطه ابراز تمايل فرد استفاده كننده، وي را به هر جايي كه او بخواهد مي‌برد. اين صندلي مي‌تواند همچون يك بيمار با گوش دادن به محيط اطراف، مكان‌هاي مختلف را شناسايي كند نظير اين جملات «اينجا اتاق من است» يا «ما در آشپرخانه هستيم.» از آن گذشته اين صندلي مي‌تواند با استفاده از فناوري Wi-Fi نقشه‌هاي مختلفي را تهيه كند كه در جايي نظير داخل منازل كه فناوري جي.پي.اس كاربردي ندارد، كاربر از مزاياهاي آنها استفاده كند. گفته مي‌شود اين مدل پيش ساخته در آينده اي نه چندان دور به تجهيزات كمكي نظير دوربين، حسگر تشخيص دهنده برد حركتي و حتي سيستم جلوگيري كننده از برخورد با محيط اطراف مجهز خواهد شد.

15-آستري براي ديواره معده

چاقي با ابتلا به ديابت نوع دوم همراه و مرتبط است كه نتيجه اي جز از بين رفتن تدريجي لوزه المعده ندارد. اكنون محققاني در ماساچوست آمريكا نوعي پوشش آستري گونه براي ديواره داخلي معده ساخته‌اند كه مانع از جذب مواد غذايي از سوي اين ديواره مي‌شود. البته قرار دادن اين ديواره در داخل معده نيز كار راحتي است و به هيچ‌گونه جراحي نياز ندارد. تنها بايد آن را از طريق دهان و با دستگاهي مخصوص راهي معده كرد تا پس از وارد شدن به آن در جاي خود مستقر شود. بدين ترتيب ديگر حجم انبوهي از مواد داراي كالري زياد كه به چاقي شديد افراد مي‌انجامد، جذب معده نمي‌شود.

16-اسكنر كبد

كبد شما چقدر سالم است؟ تا پيش از اين نيز پاسخ دادن به اين پرسش غالبا به نمونه‌برداري‌هاي دردآوري نياز داشته است. اما بتازگي محققان يك شركت فرانسوي دستگاهي را طراحي و ساخته‌اند كه از اين عضو حياتي بدن تنها در عرض 5 دقيقه تصويربرداري كرده تا لطمات وارد شده به آن مشخص شود. مطالعات نشان داده‌اند كه كبد بيمار سفت شده و در عين حال خاصيت الاستيك خود را از دست مي‌دهد. اين اسكنر كه «فيبرو اسكن» نام دارد با استفاده از امواج ماوراء صوتي سطح ارتجاعي و كش آمدن كبد را مي‌سنجد.

17-چسب نانويي

پاي نوعي مارمولك موسوم به «جكو» با موهاي نانويي پوشيده شده است كه نيروي درون مولكولي از خود توليد مي‌كنند. اين خاصيت به حيوان اجازه مي‌دهد با استحكام خاصي به سطوح مختلف بچسبد. دانشمندان دانشگاه ام.آي.تي با تكرار اين خاصيت چسبي را توليد كرده‌اند كه زخم‌ها را التيام مي‌دهد و حتي از آن براي ترميم زخم معده استفاده مي‌كند. اين چسب كه خاصيت الاستيكي دارد، ضد آب است و از ماده‌اي ساخته شده كه همزمان با التيام يافتن زخم از بين مي‌رود.

18-دستگاه دياليز قابل حمل

تنها بيش از 15 ميليون فرد بالغ در آمريكا مبتلا به بيماري‌هاي كليوي هستند كه در بيشتر موارد اين عضو نمي‌تواند سموم را از خون جدا كند. انجام دياليزهاي كامل و استاندارد شامل سه جلسه طولاني مدت در بيمارستان در هر هفته است، اما با استفاده از كليه مصنوعي كه به تازگي ساخته شده است، مي‌توان خون فرد بيمار را تنها در عرض كمتر از يك ساعت تصفيه كرد. اين دستگاه ضد آب كاملا خودكار است و با باتري كار مي‌كند و كمي ‌بيشتر از 2 كيلوگرم وزن دارد.

19-شبيه‌سازي راه رفتن

بتازگي اين امكان اميدواركننده فراهم شده است تا قربانيان سكته‌هاي مغزي خيلي سريع‌تر به زندگي اوليه خود بازگردند. اين امكان جديد چيزي نيست جز برنامه بازپروري مجازي كه در دانشگاه پورت موس انگليس ارائه شده است. همزمان با راه رفتن بيمار روي تريدميل، او تصاوير متحركي را مي‌بيند كه با گول زدن مغز اين گونه تداعي مي‌كند كه بيمار كندتر از آن تصاوير راه مي‌رود. در نتيجه فرد نه تنها سريع‌تر به راه رفتن خود ادامه مي‌دهد، بلكه درد كمتري را نيز در اين مدت احساس مي‌كند.

20-منبعي براي اندام‌هاي مصنوعي

افزودن قدرت و توان لازم به اندام‌هاي مصنوعي مستلزم استفاده از باتري‌هاي سنگين است. اما مايكل گوادفارب در دانشگاه وندربيلت منبع قدرتي جالب توجهي به عنوان جايگزين مناسب باتري‌ها ارائه كرده است: نيروي محركه راكتي. بازويي كه اين دانشمند با استفاده از اين منبع قدرتي ارائه كرده است، مي‌تواند تا 10 كيلوگرم بار را حمل كند و اين يعني بين 3 تا 4 برابر وزني كه بازوهاي فعلي حمل مي‌كنند. در اين بازوي جديد از سيستم راكتي موتوري استفاده شده است كه تنها به اندازه يك سكه كوچك ابعاد دارد و شاتل‌هاي فضايي از آن براي مانور دادن در مدار زمين استفاده مي‌كنند. ویژه نامه سیب20 فروردين 88

20 تحول برتر زيست

مطالب مشابه :

پيام هاى بهداشتی برای دانش آموزان

20 تحول برتر زيست

چگونه شهاب سنگ پيدا کنيم؟

ديابت يک بيماري پيچيده

نیاز كودكان به ویتامین D

از بزرگان بیاموزیم

انيشتين سر سفره هفت سين دكتر حسابي

چگونه جذاب باشیم؟

دانستنی ها در مورد بدن انسان

در باره بيماري اوتيسم