هيكل عظمي اصطناعي مرن لمساعدة المصابين بالشلل

بالشلل يحاول العلماء اختراع هياكل عظمية اصطناعية من شأنها مساعدة المرضى والمعاقين في استعادة القدرة على التحرك بشكل طبيعي. وتكمن مشكلة تصميم هياكل عظمية كهذه في أن غالبيتها تصنع من مواد صلبة أقلّ قدرة على المناورة من أعضاء جسم الإنسان، وتفتقد الخفة، الأمر الذي يقيّد حركة المعاق أصلا. وقد قام فريق من العلماء الأمريكيين بتصميم هيكل عظمي اصطناعي يحاكي حركة عضلات وأوتار جسم الإنسان. وتم تصميم جهاز يقوم مقام العظام بفضل التعاون الذي أقيم بين باحثي جامعة كارنيغي ميلون وجامعة هارفارد وجامعة كاليفورنيا الجنوبية ومعهد ماساشوستس التكنولوجي وشركة "بيو سيانس" للمستشعرات المحمولة. وهو يتألف من عضلات اصطناعية مرنة ومستشعرات خفيفة وبرنامج كمبيوتري، وصنع الجهاز من ألياف بوليميرية ناعمة. ويمكن للمريض في الوقت الحاضر أن يحمل جهازا على الساق فقط، حيث تمت محاكاة بنيتها البيولوجية بدقة، وتحاكي عضلات الجهاز الاصطناعية الثلاث الأسطوانية عضلات القسم الأمامي للقصبة، إضافة إلى عضلة أخرى تحاكي الجزء الخلفي. أما الأوتار الاصطناعية (الأسلاك الفولاذية) فتمتد من أطراف هذه العضلات إلى القدم، وتستخدم لتحريك الكاحل، وتؤمن ردود الفعل مستشعرات مرنة تقع في أعلى الكاحل وأدناه. أما القدرة على الحركة فتؤمن بواسطة مواد مرنة ناعمة يصعب فرض السيطرة عليها بالمقارنة مع الهيكل الاصطناعي الصلب. لذلك يجب أن تكون المستشعرات أكثر حساسية، وطرق السيطرة أكثر دقة. وينوي المصممون لاحقا استخدام أجهزتهم في مجالات أخرى، على سبيل المثال لزيادة قدرة مفاصل اليد على الحركة.