Biomechanika: kaip patobulinti kūną

Nors žmogaus organizmas, kaip yra žinoma, sugeba užsigydyti įvairias traumas bei žaizdas, kartais ir jis bejėgis. Pavyzdžiui, jeigu lūžo koja, pakanka sujungti kaulus ir jie vėl suauga. Kaulinės ląstelės atliks savo darbą. Tačiau jeigu kaulų fragmentus skiria daugiau nei 5 milimetrai, to tarpo kaulinis audinys savaime neužaugins. Tada jam reikia padėti.

„Naudojame specialų plastiką, kuris organizme ištirpsta. Iš to plastiko atspausdinamas karkasas, į kurį biochemikai įsodina kaulines ląsteles bei tam tikrus katalizatorius, kurie „kviestų“ tas ląsteles apsigyventi. Toks „sumuštinis“ implantuojamas ir tada kaulinės ląstelės turi tiltą, terpę, kurią jos gali užpildyt lengviau. Tada užauga naujas kaulinis audinys, o pats plastikas suyra“, – sako J. Griškevičius.

Audinių inžinerijoje pagrindinė statybinė medžiaga – gyvos ląstelės. Pavyzdžiui, odos ląstelės fibroblastai naudojami odai atkurti, o chondrocitai atkuria kremzlinį audinį.

Vilniaus universiteto Kvantinės elektronikos katedroje gaminami 3D karkasai, o VGTU specialistai tiria jų savybes. Stebi, kaip kinta polimero savybės, keičiant jo struktūrą. Tokia analizė leis pasirinkti labiausiai audinių inžinerijai tinkantį darinį.

Šios srities pažangą lemia itin platus ir kūrybingas įvairių metodų naudojimas. Taip gimė tarpdisciplininė sritis – biomechatronika. Joje sujungiami mechanikos elementai, elektronika ir gyvų organizmų dalys arba fragmentai. Taip pat robotikos ir neuromokslo laimėjimai. Tuo siekiama sukurti prietaisus, galinčius sąveikauti su žmogaus raumenimis, skeletu ir nervų sistema. Tokie įrenginiai leis atkurti judrumą žmonėms, netekusiems galūnių, paralyžiuotiems dėl traumos arba sunkios ligos.

Klaudijai Mitchell „mioelektrinę“ ranką sukūrė Čikagos Reabilitacijos Institutas. Ji priima elektrinius signalus, nervais sklindančius iš jos smegenų. Elektrodai padeda signalams peršokti iš kūno į protezą, kuris naudoja kompiuterį, kad suprastų, apie kokį judesį K. Mitchell galvoja. Nervai,  valdę prarastą ranką, buvo perorientuoti į krūtinę, arti odos. Nedideli elektrodai, esantys ant odos, fiksuoja šių nervų elektrinius signalus ir siunčia juos į rankoje esančius motorus. Todėl moteris gali mintimis valdyti rankos protezą. Kol kas ši ranka nėra visiškai biomechatroninė. Signalai siunčiami tik viena kryptimi – į ranką. Tačiau ketinama sukurti grįžtamąjį ryšį, kad ranka perduotų tokius pojūčius į smegenis kaip skausmas arba lytėjimas. Tokių fantastiškai skambančių pavyzdžių ir sprendimų metams bėgant sulauksime vis daugiau.

Laidą „Mokslo ekspresas“ per LRT TELEVIZIJĄ žiūrėkite šeštadieniais 15:40 val.



NAUJAUSI KOMENTARAI

Galerijos

Daugiau straipsnių