کمک سنجاقک و جیرجیرک به کمک پزشکان در کاشت ایمپلنت

biomimicry حوزه‌ای است که در آن با مشاهده دنیای طبیعی، دانشمندان اقدام به تولید محصولات با تقلید از طبیعت می‌کنند. جامعه پزشکی سال‌هاست که از این حوزه برای توسعه مواد و محصولات جدید استفاده می‌کند. محققان در دانشگاه ایلینویز برای حل مشکل عفونت در ایمپلنت‌ها، پوششی ساختند که از طبیعت الهام گرفته است. بال‌های حشراتی نظیر آسیابک و سیکادا ایده‌ جالبی به محققان این پروژه داد تا پوششی با خواص آنتی‌باکتریال ایجاد کنند تا ایمپلنت‌های ارتوپدی را از گزند عفونت محافظت کند.

براساس مطالعه‌ای که چینگ کائو انجام داده است، هنوز یک روش مناسب برای مقابله با عفونت‌هایی که تا ۱۰ ٪ از بیماران دارای ایمپلنت را مبتلا می‌کند، وجود ندارد. تلاش‌های فعلی در استفاده از یون‌های فلزی سنگین برای مبارزه با باکتری‌ها همچنین می‌تواند باعث آسیب به بافت اطراف شود و ایمپلنت‌‌های پوشیده شده با داروهای آنتی‌بیوتیک در نهایت با اتمام مواد شیمیایی، فاقد ابزاری برای مقابله با عفونت هستند. آن‌ها همچنین در مبارزه با باکتری‌های مقاوم در برابر آنتی بیوتیک، مؤثر نیستند.

برای حل این مشکل، محققان یک پوشش نازک ساختند که روی سطح ایمپلنت قرار داده می‌شود. این پوشش دارای نانوستون‌هایی است که از بال حشراتی نظیر آسیابک و سیکادا الهام گرفته شده است. این نانوستون‌ها در صورت مواجه شدن با باکتری‌ها، به صورت فیزیکی به آن‌ها آسیب رسانده و موجب مرگ باکتری‌ها می شوند. در واقع این روش، یک ابزار مکانیکی برای از بین بردن باکتری‌ها است. چنین رویکردی، برای رفع مشکلات روش‌های شیمیایی از بین بردن باکتری‌ها مناسب است.

محققان از یک میکروحسگر انعطاف پذیر در این پوشش استفاده کردند که قادر به اندازه‌گیری استرس مکانیکی وارد شدن بر روی ایمپلنت است. چنین حسگری می‌تواند به پزشکان اطلاع دهد که چگونه بافت در اطراف یک ایمپلنت در حال بهبود است. محققان می‌گویند اگر فشار روی مفصل مصنوعی بیش از حد باشد، این میکروحسگر می‌تواند هشدارهایی را ارسال کند.

در حالی که پوشش فعلی به منبع تغذیه خارجی نیاز دارد، محققان می‌گویند که اکنون روی یک راه حل بی‌سیم کار می‌کنند.