الهام از بال پروانه برای ساخت ایمپلنت پزشکی

به گزارش گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا از CalTech، مهندسان دانشگاه کل‌تک موفق به توسعه آنالوگ‌های مصنوعی برای ایمپلنت‌های چشم شده‎اند که باعث افزایش طول عمر و تاثیرگذاری آنها می‌شود. بخش‌هایی از بال پروانه «دم دراز بال شیشه‌ای» تقریبا به طور کامل شفاف هستند. سه سال پیش، رادوانول حسن صدیق، محقق دوره فوق دکتری در کل‌تک، روی پایان‌نامه خود کار می‌کرد که درباره گونه پروانه «بال شیشه‌ای» بود.

وی دریافت که قسمت‌های شفاف بال این پروانه پوشیده از ستون‌های بسیار کوچکی، به قطر 100 نانومتر، است که در فاصله 150 نانومتری از هم قرار گرفته‌اند. اندازه این ستون‌ها 50 الی 100 برابر کوچک‌تر از قطر موی سر انسان است که به آنها خواص بصری غیرمعمولی می‌دهد.

این ستون‌ها مسیر نوری تابیده شده به بال را عوض می‌کنند؛ به طوری که اشعه نور بدون در نظر گرفتن زاویه اصلی تابش، از بال‌های این موجود عبور می‌کند. در نتیجه هیچ نوری از سطح بال این پروانه بازتاب نمی‌شود. در واقع، این ستون‌ها باعث می‌شود که بال‌ها شفاف‌تر شوند.

این ویژگی تغییر مسیر که با نام «زاویه مستقل ضدانعکاس» شناخته می‌شود، نظر هایوک چو، استاد مهندسی الکترونیک در دانشگاه کل‌تک، را به خود جلب کرد. طی چند سال گذشته، چو در حال توسعه ایمپلنتی برای چشم بود که بتواند فشار داخل چشم بیماران مبتلا به آب سیاه را کنترل کند. آب سیاه دومین عامل نابینایی در جهان است.

با وجود این که مکانیسم اصلی که باعث بروز این بیماری می‌شود، هنوز در حال بررسی است اما دانشمندان گمان می‌کنند که افزایش ناگهانی فشار وارده به داخل چشم باعث آسیب رسیدن به عصب‌های بینایی می‌شود. برخی از داروها می‌توانند فشار وارده به چشم را کاهش دهند و از آسیب دیدن عصب‌های چشمی جلوگیری کند. اما دانشمندان معتقدند که باید روش ایده‌آلی وجود داشته باشد که بتواند نشانه‌های افزایش فشار چشم را تشخیص بدهد.

چو در این باره می‌گوید: «در حال حاضر؛ بیماران برای سنجش فشار چشم چند بار در سال به دکتر مراجعه می‌کنند. بیماران مبتلا به آب سیاه نیاز به روشی دارند که بتوانند فشار چشم را به‌راحتی و مرتبا اندازه‌گیری کنند».

چو ایمپلنت چشمی توسعه داده است که مانند یک درام (طبل) کوچک است و پهنای آن به اندازه چند تار مو است. وقتی که این ایمپلنت در چشم قرار می‌گیرد، با افزایش فشار چشم سطح آن خم می‌شود و عمق حفره درون درام کاهش می‌یابد. عمق این حفره با یک رادار دستی قابل اندازه‌گیری است؛ این کار به طور مستقیم مقدار فشار وارده به ایمپلنت را می‌سنجد.

البته یکی از معایب این ایمپلنت این است که برای اندازه‌گیری دقیق، رادار دستی باید کاملا عمود بر سطح ایمپلنت (90 درجه) قرار بگیرد. اگر رادار در زاویه دیگری قرار بگیرد، اندازه‌گیری نادرست خواهد بود.

مترجم: هانا حیدری