Bilim insanları, robotlar için insan derisi gibi büyüyenbir materyal hazırladılar

Bilim insanları, bitki veya hayvan dokusunun organik büyümesine benzer model içeren hidrojel büyütme yöntemi geliştirdiler. Bu araştırmanın doku mühendisliği ve yumuşak robotik alanlarında önemli gelişmeleri birlikte getireceği düşünülüyor.

Nanyang Teknoloji Üniversitesi, Singapur (NTU Singapur) ve Carnegie Mellon Üniversitesi arasındaki yürütülen ortak bir çalışma ile bitki veya hayvan dokusunun şekli ve yapısına benzeyen hidrojel büyütme yöntemi geliştirdi. Robot teknolojisi ve sağlık sektörünün bu yeni gelişmeden en çok faydalanan sektörler olması bekleniyor.

Bu dokular doğal olarak yetiştirildiğinde, farklı alanlar farklı şekilde büyüyerek oldukça kompleks ve çok karmaşık şekillerin oluşmasına neden olabilir.Araştırmacılar doğal yöneti taklit ederek arzulanan tasarımları yaratmak için oksijen konsantrasyonunu manipüle etme yaklaşımını uyguladılar. Daha yüksek oksijen konsantrasyon ile, büyümeyi engelleyen kimyasallar arasındaki çapraz bağlantılar bastırılmayı başardı.

Bu işlem ile yumuşak bağ veya cam substrat gibi mekanik kısıtlamaların kullanımı yoluyla jel ile kimyasal bağ üretemi arttırılabilir. Bu madde her türlü farklı yapıları inşa etmeyi mümkün kılarak, maddenin kendi kendine montajını yönlendirebilir.

Güncel tekniklerde, malzeme katmanlarını ekleyerek veya çıkararak bir 3 boyutlu yapı oluşturmaktadır. Yeni geliştirilen tekniğin başarılı olması için, gözenekli hidrojel canlı dokulardaki genişleme ve proliferasyon sürecindeki sürekli polimerizasyon ile taklit etmektedir.

JELİN GELİŞTİRİLMESİ

Hidrojel yaygın olarak doku mühendisliği ve yumuşak robotik alanında kullanılmaktadır. Yeni geliştirilen yöntem ile maddenin bu amaçlar için daha da etkili olması beklenmektedir.

Organlarımız, işlerini iyi yapmalarına izin veren çeşitli uzmanlık alanlarına sahiptir. Örneğin, ince bağırsak villi adı verilen, mikroskobik katlanmalarla kaplıdır. Bu sayede ince bağırsağın yüzey alanını arttırır ve besinleri emme kapasitesini artar.Bu yeni süreci kullanarak , ince bağırsağın yapısı gibi kompleks mimariyi daha iyi taklit edilmesi sağlanacaktır.

NTU Singapur Başkanı Subra Suresh, "Hidrojellerin kendi kendine karmaşık yapılara büyümesini sağlayan yeni yöntem medikal ve robotik alanlarında bir dizi olanak sunuyor. Bu yöntemden en çok yararlanacak alanlardan biri doku mühendisliği olup, öncelikli hedefimiz diz tamirlerinde veya yapay karaciğerlerde hasar gören biyolojik dokuların yerini almasıdır" dedi.

Yumuşak robotikteki gelişmelerin, bir sonraki nesil robotlarda ve sentetik organlar ve gelişmiş protez oluşturma kapasitemiz üzerinde derin etkisi olacağı düşünülüyor.Hali hazırda yapay kaslar ve 3D baskılı kalpler üretebilecek teknolojiye sahibiz ancak biyolojik dokuları taklit eden yeni yöntem ile mevcut çabaları daha da ileri götürmeye yardımcı olacaktır.

Büyüme ve yapı kontrollü hidrojeller ile hareket etmesi gereken robotlar ve makineler geliştirdiğimiz için çok yararlı olabilir. Yumuşak kas sistemimizin sağlam iskeletleriyle bağlantılı olma biçimini taklit edersek, üretilen yapay yapılara daha geniş bir hareket yelpazesi verebiliriz.

Bu çalışma aynı zamanda hücre büyümesinin kendisinin doğası hakkında daha fazla araştırmaya da yol açabilir.Dünyadaki canlıların çoğunda sürekli gözlenen büyüme ile bilim insanlarına kontrollü bir ortamda büyümenin gözlemlenmesi sağlanmaktadır.