پزشکی بالینی

تیمی از محققان در کانادا ماده‌ای تولید کرده‌اند که در بدن درست مانند قلب می‌تپد، اما می‌توان لایه‌ای را به آن چسباند یا از آن جدا کرد. زمانی که دانشمندان بافت مصنوعی قلب را می‌سازند، معمولا مواد شیمیایی مصنوعی زیست‌تخریب‌پذیر را با سلول‌های زنده کشت‌داده‌شده در آزمایشگاه ترکیب می‌کنند. این بافت‌ها کاربردی هستند اما عملکرد آن‌ها محدود است. همچنین تعدادی از شیوه‌های تولید، شکل نهایی سلول‌ها را غیرقابل‌پیش‌بینی می‌کنند یا این که داربست‌های ریز سلول‌ها قادر نیستند بر روی یکدیگر قرار بگیرند؛ در این میان، بافت‌های چاپی زیستی مناسب هستند اما پزشکان نمی‌توانند لایه‌های مختلف آن‌ها را از یکدیگر جدا کنند.
شاید جداکردن لایه‌های یک قلب مصنوعی موضوع عجیبی باشد اما از اهمیت خاصی برخوردار است زیرا محققان می‌توانند لایه‌های مختلف را با مولکول‌های حفاظتی دستکاری کرده تا آن‌ها را برای بیمار مبتلا به التهاب زیاد، سازگار کنند. در یک محیط تحقیقاتی، جداکردن لایه‌ها به دانشمندان در آزمایش‌کردن اثرات مولفه‌های مختلف از جمله زمان، مکان و مولکول‌های پوششی مختلف بر روی دوام بافت اثر می‌گذارد. مهندسان شیمی دانشگاه تورنتو معتقدند این موضوع می‌تواند در آینده به آن‌ها در تولید نسخه‌های بهتر بافت قلب کمک کند.

در بافت تولیدشده به نام Tissue-Velcro توسط این دانشمندان، یک طرف هر لایه بافت دارای آرایه‌ای از حلقه‌های تولیدشده از پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر است و سمت دیگر آن دارای قلاب‌های تولیدشده از همین ماده است. هر لایه‌ را می‌توان به صورت منفرد تولید کرد و زمانی که این لایه‌ها به یکدیگر متصل می‌شوند یا از هم جدا می‌شوند، مولکول‌ها و پلیمر مصون باقی می‌مانند.

زمانی که دانشمندان Tissue-Velcro را در یک موش تازه‌متولدشده قرار دادند، دریافتند این ماده به طور کامل در روزنه‌ای در بافت قلب سازگار شد در حالی که انسجام ساختاری‌اش را حفظ کرد. پس از چند روز، این بافت شروع به تپیدن کرد و به این کار ادامه داد و با لایه‌ای از سلول‌های اندوتلیال پوشیده شد که این سلول‌ها از پلیمر در مقابل تجزیه‌شدن در بدن یا ایجاد التهاب محافظت می‌کنند.
دانشمندان هنوز برنامه‌ای برای استفاده از بافت جدید در پیوند قلب انسان ندارند. در حال حاضر، کاربرد اولیه این بافت در تحقیقات بر روی قلب است و در مطالعات آتی محققان به دنبال استفاده از Tissue-Velcro برای درک این موضوع هستند که چگونه بقای سلول‌های منفرد یا مرگ آن‌ها بر عملکرد قلب اثر می‌گذارد. جزئیات این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شد.

محققان آمریکایی با طراحی نانوساختار‌های سیلیکون روی زیرلایه سیلیکونی، موفق به ساخت پوست مصنوعی شدند که در صورت اعمال فشار تغییر رنگ می‌دهد؛ نوع رنگ ایجاد شده متناسب با فشار اعمال شده است. پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در برکلی با الهام از طبیعت، موفق به ساخت ماده‌ای نازک و حریر مانند شدند که می‌توان با اعمال فشار اندکی تغییر رنگ دهد. از این ماده می‌تواند برای ساخت نسل جدیدی از نمایشگرها، حسگرها و ادوات استتار رنگی استفاده کرد. «کانی چانگ هاسناین» رهبر تیم تحقیقاتی تأکید کرد: این نخستین‌باری است که ماده‌ای حریر مانند ساخته می‌شود که با اندک فشاری تغییر رنگ می‌دهد؛ این ماده می‌تواند به عنوان پوست استفاده شود. با استفاده از تنظیم ابعاد نانوساختارهای موجود در سطح این فیلم سیلیکونی موفق شدیم نوع رنگ ایجاد شده را با هر فشار تعیین کنیم. 
 محققان برای ایجاد رنگ، به جای استفاده از رنگدانه یا ترکیب شیمیایی ویژه‌ از تغییر ساختار نمونه استفاده کردند. نور در برخورد با ساختار نمونه انعکاس پیدا می‌کند. ساختار سیلیکونی به گونه‌ای طراحی شد که به رنگ دلخواه خود برسد؛ محققان با گزینش فواصل مشخص ساختاری موفق شدند طول موج مورد نظر خود را انعکاس داده و باقی طول موج‌ها را جذب ساختار سیلیکون کنند. از لایه‌های سیلیکونی با ضخامت 120 نانومتر استفاده شد؛ این لایه‌ها درون لایه‌های دیگری فرو رفته‌اند به طوری که به راحتی با اعمال فشار خم می‌شوند. در طراحی اولیه، با تغییر 25 نانومتری در این ساختارها رنگ سفید ایجاد می‌شود که با تغییر فشار، می‌تواند بین سبز تا زرد و نارنجی تغییر رنگ پیدا کند. نتایج این پژوهش در مجله Optica منتشر شده است. 

گرچه نور مصنوعي شب‌هاي ما را نوراني کرده است، اما مشکلاتي را هم براي ما به دنبال دارد. وجود نور در شب، ريتم شبانه‌روزي بدن را مختل مي‌کند. در نتيجه خواب ما دچار اختلال مي‌شود و بدتر اينکه، پژوهش‌ها نشان مي‌دهند که اين اختلال ريتم شبانه‌روزي ممکن است با سرطان، بيماري قلبي و چاقي ارتباط داشته باشد. طول موج آبي نور مصنوعي بيشترين تاثير را در مختل کردن ريتم شبانه‌روي بدن دارد. چرخه شبانه‌روزي بدن ما به طول ميانگين 24 و يک چهارم ساعت طول مي‌کشد. اين ريتم شبانه‌روزي افرادي که شب‌ها دير مي‌خوابند اندکي طولاني‌تر است، در افراد سحرخيز اندکي از 24ساعت کمتر است. تابش نور خورشيد در طول روز ساعت دروني بدن ما را با محيطمان هماهنگ مي‌کند.
 بررسي‌هاي متعدد ارتباط کار در شيفت شب و قرارگيري در معرض نور در شب را با انواع متعدد سرطان (پستان، پروستات)، ديابت، بيماري قلبي، و چاقي ثابت کرده‌‌اند. چند نظريه درباره اين ارتباط مطرح شده است. قرارگيري در معرض نور باعث مي‌شود توليد ملاتونين، هورموني که ريتم‌هاي شبانه‌روزي بدن را تنظيم مي‌کند، مهار شود و شواهدي ابتدايي وجود دارد که ممکن است رابطه ميان رابطه نور شبانه و سرطان را توضيح دهد.
 يک بررسي ديگر هم رابطه اختلال ريتم شبانه‌روزي با ديابت و احتمالا چاقي را نشان داده است. در اين بررسي ريتم‌هاي شبانه‌روزي‌ افراد مورد آزمايش با تغيير ساعات کاري و کار در شيفت‌هاي شب مختل شد، به دنبال اين تغيير ميزان قند اين افراد بالا رفت و آنها به وضعيت پره ‌ديابت رسيدند و همچنين ميزان لپتين، هورموني که باعث احساس سيري مي‌شود، در اين افراد پايين رفت. حتي نور کم‌‌شدت شبانه با ريتم شبانه‌روزي بدن را مختل و ترشح ملاتونين را مهار مي‌کند. پژوهشگران معتقدند، نور شبانه يکي از دلايلي است که بسياري از افراد خواب کافي ندارند و پژوهشگران کم‌خوابي را با افزايش خطر افسردگي، و نيز ديابت و مشکلات قلبي- عروقي مربوط کرده‌اند. 

لوزالمعده مصنوعی جدید به هزاران بیمار مبتلا به دیابت کمک خواهد کرد تا بدون تزریق مداوم انسولین یک زندگی عادی داشته باشند. دانشمندان همچنین امیدوارند این ابزار در نهایت به مقابله با بیماری دیابت مرتبط با چاقی کمک کند. لوزالمعده ابداعی به یک آی‌پاد شباهت دارد و دارای یک صفحه‌نمایش کوچک و یک پمپ است. این سامانه که به لباس بیمار متصل می‌شود، با نظارت مستمر بر قند خون و ارائه دوزهای منظم انسولین برای عادی ماندن سطح این ماده در بدن عمل می‌کند. 
در نخستین آزمایش‌های انجام‌شده، 24 بیمار انگلیسی مبتلا به دیابت نوع 1 ابزار مزبور را به مدت یک ماه در منزل به جای تزریق انسولین پوشیدند. حدود 300 هزار نفر در انگلیس از این بیماری مادام‌العمر رنج می‌برند که معمولا در کودکان و بزرگسالان جوان تشخیص داده می‌شود. 
این بیماری زمانی رخ می‌دهد که لوزالمعده تولید انسولین را متوقف می‌کند و بیماران مجبور می‌شوند بین دو تا پنج بار در روز این ماده را بدنشان تزریق کنند. آن‌ها باید به طور مداوم با سوزن زدن به انگشتان و قراردادن نمونه‌های خونشان روی نوعی نوار آزمایشگاهی بر سطوح قند خون خود نظارت کنند. همچنین 2.9 میلیون نفر در انگلیس مبتلا به دیابت نوع 2 هستند که در این نوع هم بدن یا اصلا یا به طور مناسب انسولین تولید نمی‌کند. محققان دانشگاه کمبریج و مبتکران لوزالمعده جدید معتقدند این سیستم مصنوعی در آزمایش‌ها به اندازه‌ای موفق عمل کرده که می‌تواند برای بیماران مبتلا به دیابت نوع 2 هم کارآمد باشد. جزئیات این دستاورد علمی در مجله Lancet Diabetes and Endocrinology منتشر شد.

محققان موسسه مهندسی سطحی و زیست‌فناوری فرانهوفر آلمان ریه مصنوعی مینیاتوری خلق کرده‌اند که پتانسیل ارتقای قابل‌توجه فرآیند طراحی درمان‌های سرطان ریه را دارد. علاوه بر امکان جایگزین‌کردن آزمایش‌های حیوانی که هم‌اکنون برای آزمایش داروهای جدید به کار می‌رود، این ریه سه‌بعدی را می‌توان برای بسط درک دانشمندان از چگونگی رشد سرطان ریه به سایر بخشهای بدن به کار برد. 
این ریه کوچک با حجمی برابر نصف یک سانتی‌متر مکعب از سلول‌های سرطانی ریه انسانی ساخته شده‌ که روی بافت رشد می‌کنند. ریه ابداعی به یک رآکتور زیستی متصل است که امکان نفس‌کشیدن برای آن‌ را با پمپاژکردن یک محیط مغذی از میان شریان‌های خونی‌اش فراهم می‌کند. مدل جدید می‌تواند سرعت و عمق تنفس ریه را تنظیم کند و می‌توان از آن برای انجام تحقیقات بیشتر روی متاستاز استفاده کرد. متاستاز، گسترش سرطان از بخشی از بدن به بخش غیرمجاور دیگری از بدن است و داشتن یک مدل سه‌بعدی درک دانشمندان از این فرآیند را به طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهد. جزئیات این دستاورد علمی برای نخستین بار در «کنوانسیون بین‌المللی BIO» در سن‌دیگو کالیفرنیا ارائه شد.

محققان انگلیسی قصد دارند برای نخستین‌بار خون مصنوعی تولید شده از سلول‌های بنیادی انسان را بر روی چند بیمار مبتلا به تالاسمی مورد آزمایش قرار دهند. آزمایش نخستین خون مصنوعی جهان که برای سال 2016 برنامه ریزی شده است، امکان تولید خون در مقیاس صنعتی را فراهم کرده و طی چند دهه آینده به جایگزین مطمئنی برای کمبود خون اهدایی تبدیل خواهد شد. 
محققان طی سال‌ها بدنبال توسعه روشی برای رشد گلبول‌های قرمز از سلول های بنیادی پرتوان القایی (iPS) بودند. سلول‌های iPS در شرایط بیوشیمیایی مشابه بدن انسان کشت داده شدند که امکان تبدیل این سلول‌های بنیادی به گلبول قرمز را فراهم کرد. «مارک ترنر» مدیر بخش پزشکی مرکز انتقال خون اسکاتلند و سرپرست پروژه 8 میلیون دلاری تولید خون مصنوعی در دانشگاه ادینبورگ تأکید کرد: برای نخستین‌بار موفق به تولید گلبول‌های قرمز مناسب برای تزریق در انسان شدیم. 
درحال حاضر محققان به بهره‌وری تبدیل 40 تا 50 درصدی سلول‌های اولیه به گلبول قرمز دست پیدا کرده‌اند که این فرآیند حدود یک ماه بطول می‌انجامد؛ سلول‌های قابل استفاده از سلول‌های خون نابالغ جدا شده و سلول‌های iPS باقی مانده از طریق روش‌های جداسازی استاندارد مانند سانتریفیوژ جدا می‌شوند. در این مطالعه سه بیمار مبتلا به تالاسمی 5 میلی‌لیتر از گلبول‌های قرمز تولید شده را دریافت کرده و پزشکان نحوه عملکرد آنها در بدن را مورد بررسی قرار می‌دهند. محققان خاطر نشان می‌کنند که تولید خون مصنوعی به معنای توقف فرآیند اهدای خون نبوده و این فرآیند دست‌کم تا 20 سال آینده به روشی جایگزین (برای اهدای خون) تبدیل نخواهد شد.

آسیبهای جدی ورزشی و بیماریها می‌تواند به عضلات انسان صدمه زده و بر کیفیت زندگی وی تاثیر بگذارد اما دانشمندان آمریکایی در تلاشی نویدبخش موفق به تولید یک عضله مصنوعی شده‌اند که نه تنها مانند نمونه واقعی عمل می‌کند، بلکه همچنین می‌تواند خود را ترمیم کند. محققان دانشگاه دوک در کارولینای شمالی برای اولین بار نشان داده‌اند که یک عضله مصنوعی می‌تواند با قدرتی مشابه یک عضله طبیعی منقبض شود. این بافت آزمایشگاهی که از سلولهای نابالغ پیش‌ساز – سلولهای خونی که برای کاربری خاص برنامه‌ریزی نشده‌اند- ساخته شده، در موشها بکار گرفته شد.
این درحالیست که به باور محققان، دستاورد آنها یک گام اساسی به سوی پرورش عضله با دوام جایگزین در انسانها محسوب می‌شود. برخلاف نمونه‌های قبلی عضلات زیست‌مهندسی شده، الیاف عضله مصنوعی جدید با شدتی مشابه نمونه طبیعی آن منقبض می‌شوند. سلولهای ماهواره‌ای- سلولهای بنیادی خفته‌ای که در اثر صدمه برای بازسازی بافت آسیب‌دیده فعال می‌شوند- در مرکز مکانسیم خود-ترمیم‌گر قرار دارند. تحریک بافت با پالسهای الکتریکی به منظور ایجاد انقباض نشان داد که عضله مهندسی شده بیش از 10 برابر قویتر از عضله آزمایشگاهی پیشین است. پس از آسیب‌دیدن عضله با سم مار، سلولهای ماهواره‌ای وارد عمل شده و الیاف آسیب‌دیده عضله را فعال، تکثیر و ترمیم کردند.
دانشمندان به مشاهده فرآیند ادغام و بلوغ عضله در یک حیوان زنده از طریف دریچه‌های شیشه‌ای کوچکی که در پشت موشها وارد کرده بودند، پرداختند. یک اصلاح ژنتیکی که منجر به تولید نورهای فلورسنت در زمان انقباض الیاف عضله می‌شد، این امکان را فراهم کرد تا قویتر شدن آن بطور بلادرنگ قابل مشاهده شود. هرچه قدرت االیاف بیشتر می شد، نور آنها نیز درخشانتر می‌شد. نتایج این پژوهش در مجله مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده است.

تیمی بین‌المللی از دانشمندان به رهبری دانشگاه تگزاس، با استفاده از ریسمان ماهیگیری معمولی و نخ خیاطی، موفق به تولید عضله‌ مصنوعی قدرتمند شدند. عضله جدید 100 برابر وزن بیشتری را تحمل می‌کند و همچنین 100 برابر نیروی مکانیکی بیشتری را نسبت به عضله انسانی با طول و وزن همسان تولید می‌کند. این عضلات می‌توانند نیرویی برابر 7.1 اسب‌بخار را در هر کیلوگرم تولید کنند که این میزان معادل نیروی مکانیکی یک موتور جت عنوان شده است. عضلات جدید همچنین با تغییرات دمایی نیرودهی می‌شوند که از طریق الکتریکی، جذب نور یا واکنش شیمیایی سوخت‌ها تولید می‌شوند.
به گفته دانشمندان، این عضله‌ مصنوعی قدرتمند با پیچاندن و مارپیچ‌کردن ریسمان ماهیگیری پلیمری مستحکم و نخ خیاطی ساخته شده است. تاب‌دادن فیبر پلیمری، آن را به عضله‌ای تبدیل می‌کند که می‌تواند روتور سنگینی را با سرعت بالا بچرخاند. تاب‌دادن بیشتر موجب می‌شود که فیبر پلیمری‌مانند، نوار تاب‌خورده پلاستیکی و عضله‌ای را تولید کند که هنگام حرارت‌دیدن همراه با طولش منقبض می‌شود و زمانی که خنک می‌شود دوباره به طول اولیه خود بازگردد. در مقایسه با عضلات طبیعی که حدود 20 درصد منقبض می‌شوند، عضله جدید می‌تواند حدود 50 درصد طولش منقبض شود.
کاربردهای این عضلات پلیمری گسترده است زیرا بسیاری از ربات‌های انسان‌نمای پیشرفته، جوارح پروتزی و اسکلت‌های خارجی به دلیل موتورها و سیستم‌های هیدرولیکی محدود هستند؛ این سیستم‌ها به دلیل اندازه و وزنشان دارای مهارت، تولید نیرو و قابلیت فعالیت محدودی هستند. عضله جدید را می‌توان برای ربات‌ها و اسکلت‌های خارجی به کار برد. جزئیات این مطالعه در مجله Science منتشر شد. 

دانشمندان رگ های خونی مصنوعی را طراحی کردند که در جراحی بای پس قلب ( جراحی باز قلبی ) استفاده می شود و ویژگی آن این است که پس از مدتی در بدن جذب می شود. دانشمندان در بخش علمی مرکز قلب « کامرووا» فناوری خود ویژه ساخت پروتز های پلیمری برای سیستم گردش خون را طراحی کردند. رگ های مصنوعی که برای جراحی بای پس قلب استفاده می شود، بدین شکل ساخته می شوند که محلول پلیمر خاصی در دستگاه ویژه ای تحت تأثیر یک میدان الکتریکی به نخ های مافوق نازک تقسیم می شود.
این عضو پیوندی به بدن دوخته می شود، این در واقع پایه ای است که بتدریج سلول های نو و جدیدی از آن رشد می کند. خاصیت پلیمر چنان است که پس از پرورش رگ خونی، طی سه سال در ارگانیزم حل می شود. به عقیده دانشمندان چنین رگ هایی در جراحی قلب از تقاضای زیادی برخوردار خواهند شد. آزمایشات ماقبل کلینیکی روی جانوران نشان دادند که این رگ ها در ارگانیزم زنده بخوبی کار می کنند. پس از دو سال پزشکان قصد دارند این رگ های مصنوعی را روی انسان آزمایش کنند. تا سال 2017 میلادی قرار است رگ های مصنوعی جدید برای جراحی بای پس قلب معرفی شوند.
مرکز قلب « کمرووا» دوبار عمل بای پس قلب را روی یکی از بیماران انجام داد. ده سال پیش، رگ اضافی از دست او گرفته شد ، سه سال پیش بخشی از شریان فمورال از پای او گرفته شد. پزشک معالج گفت، به احتمال زیاد، پس از مدتی یک عمل جراحی دیگر از این نوع روی بیمار انجام خواهد شد. اما از کجا باید برای عمل بای پس بعدی رگ پیدا کرد؟ جراحان قلب اغلب با چنین وضعیتی روبرو می شوند. عمل بای پس باید تکرار شود اما ذخیره ارگانیزم به اتمام رسیده است.
لاریسا آنتونوا ، کارمند ارشد علمی بخش جراحی تجربی کلینیکی مرکز قلب « کمرووا» در این باره گفت: این نخ های بسیار نازک روی جمع کننده ویژه سوزنی جمع می شوند و پس از عبور از آن ماده ای بدست می آید که بعدا می توان با آن کار کرد. فناوری جدید روسیه، امکان ساخت رگ های پلیمری صاف و ایده آل و متخلخل را فراهم می سازد. در زیر میکروسکوپ الکترونی بخوبی می توان ترکیب الیاف را تا کوچکترین جزئیات آن دید. اندازه منفذ های بین الیاف میکرو – 30 میکرون است. این ضخامت موی انسان است.

يک شرکت فرانسوي اعلام کرده براي نخستين بار موفق به پيوند قلبي مصنوعي با عمر «پنج سال» کار مداوم شده است. شرکت «کارمَت» اعلام کرد که نتايج پيوند اين قلب مصنوعي رضايت‌بخش بوده و عمل جراحي فوق به شکلي «روان» انجام شده است. بر اساس بيانيه شرکت فرانسوي زيست‌پزشکي «کارمَت»، بيمار دريافت کننده قلب مصنوعي يک مرد است که هم اينک «به هوش است و صحبت مي‌کند.» تا پيش از اين عمل، بيماراني که در صف دريافت قلب پيوندي طبيعي بودند به طور موقت مورد عمل جراحي پيوند قلب مصنوعي قرار مي‌گرفتند و تا زمان دريافت قلب مصنوعي با استفاده اين نوع دستگاه به زندگي خود ادامه مي‌دادند. تفاوت اساسي قلب ارائه شده توسط شرکت کارمَت در آن است که به گونه‌اي طراحي شده که «براي جايگزيني قلب انسان براي مدت طولاني» مورد استفاده قرار مي‌گيرد و با استفاده از مواد و حس‌گرهاي زيستي از الگوي طبيعت تقليد مي‌کند. توليدکنندگان اين قلب مصنوعي در عين حال اعلام کرده‌اند که محصول ياد شده اثرات جانبي مربوط به عمل پيوند را نيز کاهش مي‌دهد. شرکت کارمَت در ماه سپتامبر سال جاري موفق شد تأييد مقام‌هاي فرانسوي را براي پيوند قلب توليد شده بر روي بيماران انسان آزمايش کند. به اين ترتيب چهار بيمار در سه بيمارستان براي اين جراحي انتخاب شدند. در ادامه دريافت تأييديه از کشورهاي مختلف، دولت‌هاي بلژيک، لهستان، اسلووني و عربستان سعودي نيز اجازه پيوند قلب مصنوعي جديد را در کشورهاي خود صادر کردند. يک شهروند پاريسي که روز چهارشنبه گذشته قلب مصنوعي کارمت را دريافت کرد، نخستين کسي بود که قلب جديد در سينه او شروع به تپيدن کرد. بيماراني که علاوه بر اين مرد براي دريافت قلب جديد انتخاب شده‌اند همگي از بيماري‌هاي قلبي مُهلک رنج مي‌برند. پزشکان مي‌گويند آنچه موفقيت -يا عدم موفقيت- اين قلب مصنوعي را مشخص خواهد کرد زنده ماندن اين بيماران براي مدت زمان «دست کم يک ماه» است. شرکت کارمَت اميدوار است آزمايش بر روي انسان‌ها را «تا پايان سال آينده ميلادي» به پايان رساند و تا اوايل سال ۲۰۱۵ پروانه عرضه اين محصول را در اتحاديه اروپا دريافت کند. آلن کارپنتير، جراح و يکي از مؤسسان شرکت کارمَت، در گفت و گو با شبکه ۲ فرانسه گفت: «هدف از اين پروژه فراهم آوردن يک زندگي اجتماعي معمولي براي اين بيماران است، به شکلي که کمترين ميزان وابستگي را به دارو داشته باشند.» شرکت کارمَت برآورد کرده که حدود صد هزار بيمار در ايالات متحده و اروپا خواهند توانست از اين قلب مصنوعي بهره‌مند شوند، بازاري که به لحاظ مالي براي شرکت فرانسوي سودي معادل ۱۶ ميليارد يورو‌ ۲۲ ميليارد دلار آمريکا) در بر خواهد داشت.

دانشمندان دانشگاه ناتینگهام یک مولکول مصنوعی شبیه شاهدانه تولید کرده‌اند که می‌تواند درد و التهاب مفاصل را در آرتروز کاهش دهد. محققان یک ترکیب مصنوعی ساخته‌اند که یک مسیر حساس به درد در نخاع موسوم به گیرنده کانابینوئیدی 2 (CB2) را مهار می‌کند. اگرچه شاهدانه بطور موثری درد را کاهش می‌دهد اما استفاده پزشکی از آن محدود است. ترکیب جدید دانشمندان موسوم به «JWH133» مصنوعی بوده اما به منظور هدف قرار دادن CB2 به شیوه مشابه شاهدانه طراحی شده است. سطوح گیرنده CB2 در نخاع افراد مبتلا به آتروز با درد شدید آنها مرتبط شناخته شده است.

دانشمندان آلمانی موفق به ساخت نمونه پیش‌ساختی از مغز استخوان مصنوعی شده‌اند که می‌تواند به تسهیل درمان سرطان خون طی چند سال آینده منجر شود. موسسه فناوری کالسروهه، موسسه سیستمهای هوشمند مکس‌پلانک در اشتوتگارت و دانشگاه توبینگن توانسته‌اند بصورت مصنوعی، ویژگیهای اساسی مغز استخوان طبیعی را در آزمایشگاه تولید کنند. سلولهای بنیادی خون‌ساز به بازپرسازی سلولهای قرمز خون یا سلولهای ایمنی می‌پردازند، از این رو می‌توان از آنها در درمان سرطان خون استفاده کرد. در این روش، سلولهای بیمار با سلولهای بنیادی خون‌ساز سالم از یک اهداکننده همسان جایگزین می‌شوند. اگرچه در حال حاضر همه بیماران مبتلا به سرطان خون نمی‌توانند به یک اهداکننده همسان دسترسی داشته باشند، از این رو یک راه‌حل ساده برای این مشکل می‌تواند افزایش تعداد سلولهای بنیادی خون‌ساز باشد.
از آنجائیکه سلولهای بنیادی خون‌ساز، ویژگیهای بنیادی خود را تنها در محیط طبیعی‌شان حفظ می‌کنند، دانشمندان باید محیطی را ایجاد کنند که شبیه جایگاه سلول بنیادی در مغز استخوان باشد. دانشمندان آلمانی برای دستیابی به این هدف، یک ساختار متخلخل را از یک پلیمر مصنوعی ساختند که ساختار اسفنجی استخوان را در محیط مغز استخوان خون‌ساز تقلید می‌کند.
محققان در این مغز استخوان مصنوعی، سلولهای بنیادی خون‌ساز ایزوله شده را از خون بند ناف گرفته و آنها را برای چند روز در انکوباتور نگهداری کردند. تحلیلهای انجام شده با روشهای مختلف نشان داد که این سلولها در واقع در مغز استخوان مصنوعی جدید، تکثیر شدند. اکنون دانشمندان می‌توانند تعاملات بین مواد و سلولهای بنیادی را با جزئیات دقیق در آزمایشگاه مطالعه کرده تا چگونگی تاثیرگذاری مواد مصنوعی بر سلولهای بنیادی و کنترل رفتار آنها را بررسی کنند. این دانش می‌تواند به درک جایگاه یک سلول بنیادی مصنوعی برای افزایش هدفمند سلولهای بنیادی به منظور درمان بیماران مبتلا به سرطان خون در 10 تا 15 سال آینده کمک کند.

محققان آمریکایی دست مصنوعی جدیدی طراحی کرده‌اند که علاوه بر توانایی لمس اجسام، حس لامسه را نیز به دستان فرد معلول باز می‌گرداند. طی سال‌های اخیر تحولات چشمگیری در حوزه پروتزهای مصنوعی صورت گرفته است؛ محققان روش‌های مختلفی را طراحی کرده‌اند که به بیمار امکان می‌دهد از طریق اعصاب بدن خود، اندام مصنوعی را کنترل کند. اما این ارتباط یک سویه بوده و پروتز مصنوعی قادر به بازپس فرستادن پیام به مغز نیست. محققان دانشگاه «کیس‌وسترن رزرو» با همکاری مرکز خدمات پزشکی برای سربازان بازنشسته کلیولند موفق به طراحی سیستم جدیدی به نام «الکترود کاف» (cuff electrode) شده‌اند که قادر به انتقال حس لامسه از اندام مصنوعی است.
طول الکترودها در این دستگاه تنها هفت میلیمتر است که در بازو کاشته شده و شبکه‌های عصبی را تحریک می‌کند؛‌ با فشردن و منقبض کردن اعصاب، امکان ارسال سیگنال از طریق غلاف میلین فراهم می‌شود. این سیستم در حال توسعه و آزمایش، قادر به ارسال داده‌های فشار از 20 نقطه دست مصنوعی به اعصاب محیطی در بخش سالم بدن است که حس لامسه را برای فرد معلول ایجاد می‌کند. در فناوری‌های موجود، الکترودها برای افزایش حساسیت بطور مستقیم در تماس با سلول های عصبی قرار می‌گیرند که برای استفاده در دراز‌مدت مناسب نیستند، اما دستگاه الکترود کاف بسیار بادوام است؛ یک اتصال الکتریکی با بافت عصبی، امکان استفاده از این فناوری جدید را برای یکپارچه سازی با پروتزهای واقعی فراهم می‌کند.
در حال حاضر سیستم الکترود کاف بر روی دو بیمار به مدت 18 ماه با موفقیت آزمایش شده است. با کمک آشکارسازهای نیروی بسیار پیشرفته، تنظیم ورودی حسی برای تکرار احساس از سطوح خاص در آینده امکانپذیر خواهد شد. محققان امیدوارند با توسعه دست مصنوعی با قابلیت ایجاد حس لامسه، بتوانند توانایی انجام کارهای پیچیده‌ای که با کمک اندام‌های مصنوعی موجود، غیر‌ممکن یا غیر‌عملی هستند را برای فرد معلول فراهم کنند.

محققین با ساخت غشاهای سلولی مصنوعی سعی دارند تا به فهم بهتر عملکردهای غشای سلولی طبیعی برسند و به این منظور با استفاده یک دستگاه میکروسیال موفق به ساخت وزیکول هایی با دولایه غشایی شده اند. غشاهای دربرگیرنده و داخلی سلول در بسیاری از عملکردهای سلول دخالت دارند. آن ها عملکردهای متابولیکی متنوع سلولی  را جدا می کنند، مواد ژنتیکی را بخش بندی می کنند و با فعالیت های بیوشیمیایی سلولی جداگانه فرایند تکامل را هدایت می کنند. هم چنین این غشاها بزرگترین و پیچیده ترین ساختارهایی هستند که سلول سنتز می کند. شناخت و درک ده ها عملکرد بیوشیمیایی مختلف غشاهای سلولی نیاز به داشتن توانایی ساخت مدل های سینتتیک این ساختارهای چندلایه پیچیده دارد.
دکتر Paegel می گوید: ساختن لایه به لایه غشاها به ما اجازه می دهد سلول های سینتتیک با پیجیدگی های غشایی دلخواهمان  در مقیاس مولکولی و فوق مولکولی بسازیم، ما اینک قادر هستیم ترکیب مولکولی لایه های داخلی و خارجی غشای دو لایه سلولی را کنترل کنیم، حتی می توانیم غشاهای چند لایه ای بسازیم که پوشش هسته سلولی را شبیه سازی می کنند.
محققین یک دستگاه میکروسیالی طراحی کرده اند که شامل یکسری فنجان های میکروسکوپی است که هر کدام یک قطره آب را درون حمامی از روغن و چربی گیر می اندازد، مولکول هایی که غشای سلولی را تشکیل می دهند. این قطرات به دام افتاده آماده هستند تا به عنوان پایه یکسری لایه های لیپیدی عمل کنند. قطرات آب پوشیده با روغن برای اولین بار در آب فرو برده می شوند. به نحوی که  در محل ارتباط آب/روغن قطره های به دام افتاده برخورد می کنند. دومین لایه لیپیدی قطرات را می پوشاند و آن ها را به وز یکول های تک لایه تبدیل می کند و سپس لایه نهایی چربی روی قطرات به دام افتاده ر سوب می کند و ایجاد وزیکول های دولایه را می کند.

پژوهشگران موسسه فناوری جورجیا موفق به ساخت اولین حسگر شبیه پوست بدن با حساسیت بالا شدند که در آن از دیود‌های نشر نور استفاده شده‌ و قادر است فشار وارده شده را به سیگنال نوری تبدیل کند. پوست‌های مصنوعی ساخته شده تاکنون، دارای قدرت تفکیک کمی هستند. اما پوست مصنوعی ساخته شده از نانوسیم‌های اکسید روی محققان موسسه جورجیا دارای حساسیت بالایی است و البته عملکرد این دستگاه، مدیون اثر پیزوفتوترونیک است که حساسیت آن از حساسیت پوست بدن بیشتر است. این محصول می‌تواند برای حوزه ساخت روبات بسیار ایده‌آل باشد. همچنین از آن می‌توان در تولید نسل جدید پدهای صفحه لمسی، ادوات تصویربرداری زیستی و سیستم‌های MEMS استفاده کرد.
یک پوست خوب باید بتواند تماسی در حد 50 میکرون را شناسایی کرده و به سرعت به آن پاسخ دهد. برای ساخت چنین پوستی، محققان از نانوسیم‌ها استفاده کردند؛ این نانوسیم‌ها در صورت وارد شدن فشار بر سطح آنها به سرعت با تغییر مقاومت یا ظرفیت پاسخ می‌دهند. مشکل اصلی پوست‌های مصنوعی که تاکنون ساخته شده، این است که قدرت تفکیکی در حد یک میلی‌متر دارند.
برای حل این مشکل، پژوهشگران از آرایه‌ای از حسگرهای فشاری/نیرویی استفاده کردند. این آرایه‌ها به فشار وارد شده به فضایی کمتر از 3 میکرون نیز پاسخ می‌دهند. دانسیته پیکسل‌های این حسگر جدید در حد شش هزار و 350 نقطه در هر اینچ است که هزار بار بهتر از رکوردهای پیشین است. هر پیکسل از یک لامپ LED ساخته شده‌ است. این LEDها از رشته نانوسیم اکسید روی تشکیل شده که روی بستری از جنس گالیم تقویت شده، رشد داده شده‌ است. این رشته‌ها به فشار اعمال شده حساس بوده که این حساسیت را مدیون اثری موسوم به پیزوفتوترونیک هستند.
مواد پیزوالکتریک به ترکیباتی گفته می‌شود که در صورت تغییر ساختار و اعمال فشار بر آنها، بار الکتریکی تولید می‌کند. ادوات پیزوفتوترونیک مبتنی بر کنترل انتقال الکترون است که در آنها بارها در انتهای نانوساختار و در محل تماس بخش p و n، با هم ترکیب شده و نور تشکیل می‌شود. در این پژوهش از نانوسیم‌های اکسید روی برای تولید بار در دو انتها استفاده می‌شود. نور تولید شده از این سیستم با تغییر فشار، تغییر می‌کند. از آنجایی که این نور یک پرتوالکترولومینسانس است، به راحتی می‌توان آن را با تراشه‌ها پیوند زد.

محققان آمریکایی نخستین پای مصنوعی با قابلیت کنترل توسط قدرت ذهن را بر روی یک بیمار معلول با موفقیت مورد آزمایش قرار دادند. در فناوری مشابه تاکنون چند نمونه دست مصنوعی با قابلیت کنترل توسط ذهن طراحی شده‌اند، اما این پا نخستین نمونه پای بیونیک با قابلیت کنترل توسط ذهن محسوب می‌شود. این بیمار 32 ساله چهار سال قبل در اثر یک تصادف رانندگی پای راست خود را از قسمت زانو از دست داد، اما اکنون با استفاده از نخستین پای مصنوعی با قابلیت کنترل توسط قدرت ذهن می‌تواند حرکات مختلف مانند بالا رفتن از پله‌ها را براحتی انجام دهد.
پای مصنوعی اقدام به رمزگشایی و تبدیل سیگنال‌های الکتریکی ارسالی از بخش سالم عضلات پا به قسمت رباتیک می‌کند؛ با استفاده از موتوری که در بخش زانو تعبیه شده است، انجام حرکات مختلفی مانند بالا رفتن از پله‌ها برای فرد معلول فراهم می‌شود. در افراد سالم، همزمان با فکر کردن فرد برای حرکت دادن پا، سیگنالی از مغز به نخاع ارسال شده و از طریق اعصاب به عضلات پا فرستاده می‌شوند؛ اما زمانی که فرد دچار معلولیت می‌شود، سیگنال‌های عصبی که به زانو ارسال می‌شوند، قادر به رساندن پیام حرکتی به عضلات پا نیستند.
محققان موسسه توانبخشی شیکاگو (RIC)‌ برای حل این مشکل با انجام عمل جراحی، مسیر سیگنال‌های عصبی را بازیابی کردند و در این حالت سیگنال‌ها به عضلات سالم و آسیب ندیده بالای زانو ارسال می‌شوند. با کاشت الکترودهایی بر روی پا، امکان تشخیص سیگنال‌های عصبی برای عضلات زانو فراهم می‌شود و با کمک یک برنامه رایانه‌ای، سیگنال‌ها رمزگشایی شده و به انجام حرکات مختلف تفسیر می‌شود. حسگرهای مکانیکی بر روی پای رباتیک با جمع‌آوری داده‌ها به کنترل انجام حرکات کمک می‌کنند. از این طریق انجام حرکات مختلفی مانند بالا یا پایین رفتن از پله‌ها، تغییر وضعیت از نشستن تا ایستادن و راه رفتن بدون وقفه امکانپذیر شده و تعامل فرد معلول با محیط بهبود پیدا می‌کند.
با کمک حسگرهای مکانیکی، تفسیر سیگنال‌ها به حرکت با 12.9 درصد خطا همراه است، اما با استفاده از اطلاعات الکتروده میزان خطا به 1.8 درصد کاهش پیدا می‌کند که خطر افتادن فرد معلول را به حداقل می‌رساند. محققان RIC بدنبال توسعه پای رباتیک کوچکتر، سبکتر و در عین حال قوی‌تر هستند که از نرخ پایین خطا برخوردار باشد؛ برای توسعه این فناوری بودجه هشت میلیون دلاری از سوی ارتش آمریکا در اختیار محققان قرار داده شده است. نتایج این دستاورد در مجله Medicine منتشر شده است.

محققان دانشگاه ملی تایوان نسل جدیدی از بینی مصنوعی را توسعه داده اند که با شناسایی باکتری عامل مسمویت خون قادر به تشخیص عفونت است. در بینی مصنوعی از حسگرهای تشخیص بو استفاده شده است که زمان تشخیص وجود باکتری های کشنده در خون را از 72 ساعت به 24 ساعت کاهش می دهد. این دستگاه شامل یک بطری کوچک پلاستیکی متشکل از آرایه ای از حسگرهای شیمیایی یا بینی مصنوعی است؛ نمونه خون داخل بطری تزریق شده و با کمی محلول غذایی درون آن، امکان رشد سریع باکتری ها فرا هم می شود.
باکتری رشد یافته بویی از خود ساطع می کند که توسط حسگرهای شیمیایی قابل تشخیص است. رنگدانه های این بینی مصنوعی بر اساس نوع باکتری، تغییر رنگ پیدا کرده و به پزشک برای تشخیص بیماری و آغاز سریع درمان کمک می کند. محققان امیدوارند با کمک این دستگاه هوشمند از ابتلا به سپسیس یا عفونت خونی که در آن سیستم ایمنی مجبور به واکنش بیش از اندازه در برابر باکتری های عفونی است، جلوگیری کنند؛ سالانه حدود 20 تا 35 درصد مبتلایان به این بیماری جان خود را از دست می دهند.

تیمی تحقیقاتی از دانشگاه ملی سنگاپور عضلات رباتیک و مصنوعی کارآمدی ساخته‌ است که می‌تواند وزنی معادل 80 برابر خود را بلند کند. این عضله همچنین می‌تواند هنگام حمل ‌بار، پنج برابر طول اصلی خود منبسط شود، که این موضوع در عرصه رباتیک پدیده جدیدی به شمار می‌آید. اختراع جدید راه را برای ساخت ربات‌های با قدرت و توانایی ابرانسان هموار می‌کند.
عضلات مصنوعی ارائه‌شده به طور بالقوه‌ای می‌توانند انرژی را ذخیره و تبدیل کنند، که این امر به ربات‌ها امکان نیرودهی‌ خودشان زمانی کوتاه پس از شارژشان، را می‌دهد. ربات‌های کنونی صرف نظر از میزان هوششان، توسط عضلاتشان محدود شده‌اند و فقط می‌توانند وزنی معادل نیمی از وزن خود را بلند کنند که این میزان معادل قدرت یک انسان متوسط است. عضلات مصنوعی نیز فقط سه برابر طول اولیه خود منبسط می‌شوند. درجه بازشدن عضله مولفه‌ای مهم در کارآیی آن است و عضلات جدید می‌توانند طیف وسیع‌تری از عملیات را حین حمل بارهای سنگین انجام دهند. مواد به کاررفته در سامانه رباتیک ابداعی، از مواد تشکیل‌دهنده عضله انسان تقلید می‌کنند و به سرعت به محرک‌های الکترکی پاسخ می‌گویند.
ربات‌های مجهز به چنین عضلاتی، قادر خواهند بود مانند انسان حرکت کنند و قدرت آن‌ها از قدرت انسان نیز فراتر می‌رود. برای دستیابی به چنین توانایی، تیم سنگاپوری از پلیمرهایی استفاده کرد که می‌توانند 10 برابر طول اولیه خود باز شوند. عضله‌های جدید علاوه بر قوی و واکنشی‌بودن، انرژی فرعی نیز تولید می‌کنند و هنگام انقباض و انبساط، قادر به تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی هستند.

دانشمندان براي نخستين بارموفق شدند مغز مصنوعي مشابه مغز انسان را در محيط آزمايشگاهي بسازند. اين مغز ۴ ميلي ‌متر و به اندازه مغز جنين ۹ هفته اي است. دانشمندان در وين اين مغز مصنوعي را ساختند. اين مغز مصنوعي ساختار پيچيده و سه بعدي مغز جنين انسان را داراست. دانشمندان اعلام كردند مغز مصنوعي آزمايشگاهي هنوز هوشياري و آگاهي از خود ندارد بلكه بايد در اين راه تحقيقات بيشتري انجام شود. يورگن كنوبليش يكي از محققان انستيتو تحقيقاتي بيوتكنولوژي مولكولي وين دراين مورد گفت : اين مغز چهارميلي‌متر شايد به نظر بسيار كوچك برسد ولي بايد گفت اين پيشرفت بزرگي براي محققان است زيرا آنها تا پيش از اين با نمونه‌ ميكروسكوپي كار مي‌كردند . بخش‌هاي منحصر به فرد مغزي كه در اين نمونه‌ بسيار كوچك پرورش داده شده است، فاصله و تفاوت چنداني با بافت‌هاي دروني مغز جنين انسان ۹ هفته‌اي ندارد.
اين محقق خاطرنشان كرد : اين نمونه‌ مغز با استفاده از تبديل سلول‌هاي پوست انسان به سلول‌هاي بنيادي و با كمك تكنيك‌هاي پيشرفته‌ مهندسي ژنتيك پرورش داده شده است.  به گفته وي اين مغز مينياتوري مي‌تواند به محققان در كشف ابعاد تازه‌اي از بيمارهايي مثل شيزوفرني و درخودماندگي (اوتيسم) كمك كند. دانشمندان پيش از اين بارها تلاش كرده بودند تا مشابه بافت مغزي انسان را توليد كنند. تا به‌حال از نسوج و بافت‌هاي چشم، كبد و غده هيپوفيز براي شبيه‌سازي بافت مغزي استفاده شده است. محققان انستيتو تحقيقاتي بيوتكنولوژي مولكولي گفتند كه دستاورد تازه ‌در ساخت مغز مينياتوري ۴ ميلي‌متري به آن‌ها كمك مي كند تا چگونگي شكل‌گيري توانايي‌هاي مغز انسان را به دقت بررسي كنند. 

محققان دانشگاه گوئلف موفق به ساخت اولین مدفوع مصنوعی برای استفاده در پیوند مدفوعی شده‌اند. این پیوندها که در درمان مبتلابان به عفونتهای روده‌ای با باکتری «کلستریدیوم دیفیسیل» بسیار کاربرد داشته، معمولا با استفاده از مدفوعهای اهدایی از یکی از افراد خانواده انجام می‌شوند. این پیوند به باکتری‌های درون روده اهداکننده سالم اجازه می‌دهد تا باکتری مهاجم را کشته و میزان سلامت روده را به سطوح مناسب بازگرداند. اگرچه خطر انتقال بیماری‌های عفونی در این گونه پیوند بسیار بالاتر است. اما آلن ورکو،‌ میکروبیولوژیست دانشگاه گوئلف و همکارانش برای کمک به کاهش بدی این فرآیند و همچنین موثرتر کردن آن، با استفاده از یک سیستم مدل روده موسوم به روده رباتیک و با ترکیب باکتری خوب Repoopulate، یک مدفوع مصنوعی تولید کرده‌اند.
این پیوند بر روی دو زن 70 ساله انجام شد که سه روز پس از آن، علائم بیماری در آنها رفع شده بود. همچنین پس از شش ماه تعدادی از باکتری‌های پایدار کننده درون مدفوع مصنوعی در مجرای روده‌ای هر دو زن جایگزین شدند. به گفته آلن ورکو، بدترین بخش کار با مدفوع مصنوعی این است که نمی‌توان در پایان کار آنرا مانند نمونه‌های طبیعی دفع کرد بلکه باید آنرا در دمای بسیار بالا استریل کرد و سپس به دور انداخت.

 بر طبق آمار،تنها در ايالات متحده ي آمريكا، هر دو ثانيه،يك نفر نيازمند خون است كه معمولا اين نياز توسط بانك خون مرتفع مي‌شود.برهمين اساس سازمان صليب سرخ جهاني  نيازمند  هشتادهزار واحد خون به‌صورت روزانه است و اين درحاليست كه دسترسي به بيش از سي و شش هزار واحد در روز ميسر نيستند.از طرف ديگر آمارها نشان دهنده ي اين نكته هستند كه تنها چهار درصد از افراد جامعه داوطلب اهداي خون هستند.همچنين نياز به خون به‌طور ساليانه شش درصد افزايش دارد درحالي كه اهداي خون نرخ رشد سه درصدي را نشان مي‌دهد . از اين رو كاملا واضح است كه خون مصنوعي  ضروري است.در اين مقاله با خون مصنوعي، دلايل نياز به آن،ويژگي هاي خون مصنوعي، نقاط ضعف و قوت انواع خون مصنوعي و تفاوت و شباهت هاي انواع خون مصنوعي آشنا خواهيم شد.

ادامه مطلب

محققان ماساچوست توانسته‌اند یک گوش مصنوعی مشابه نمونه واقعی را با استفاده از چاپگر سه بعدی و غضروف گوسفند تولید کنند. توماس سروانتس بیمارستان عمومی ماساچوست با گروهی از جراحان پلاستیک برای واقعی‌تر ساختن هرچه ممکن این گوش را همراهی کرده است. آنها سپس تعداد لازم از سلول‌های غضروف را برای متناسب‌سازی مدلهای سفارشی در زیر پوست موشهای آزمایشگاهی پرورش دادند. برای شکل دادن به این کاشتها، سیمهایی به قالبهای گوش اضافه شد که آنها را مانند گوش انسان قابل انعطاف کرده و تا می‌شوند.
دانشمندان اکنون در حال آماده‌سازی این گوش برای کارآزمایی‌های بالینی هستند؛ با امید که بتوانند از آنها در عمل‌های جراحی پیوند در آینده نزدیک استفاده کنند. از آنجایی که این فناوری قابل تنظیم بوده، دانشمندان مدعی هستند که می‌توانند در نهایت از این فرآیند برای تولید گوشهای با ظاهر واقعی در مدت زمان سریعتر برای بیماران استفاده کنند.
یک مدل سه بعدی دیجیتالی با کمک یک جراح پلاستیک صورت برای اطمینان از درست بودن شکل و تناسب آن طراحی و ساخته شد. مدل نهایی چاپ شده و برای تولید قالبی که در ادامه در امتداد حد فاصل خارجی تقسیم شده و دو قطعه را ارائه می‌کرد، در پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان که یک ترکیب سیلیکونی خاص بوده، قالب گرفته شد. این قالبها با کلاژن گاوی پر شد. این پروتئین طبیعی به پوست قابلیت ارتجاعی و استحکام می‌دهد.
محققان سپس سلولهای غضروف گوش را از گوسفندان جمع‌آوری کردند. این سلولها در زیر پوست موشها آزمایشگاهی کاشته شده و محققان سه ماه برای پرورش غضروف کافی در موشها برای جایگزین کردن با کلاژن گاوی مورد استفاده در قالبها وقت صرف کردند. به گفته محققان، گوشهای قالب گرفته شده از وضوح کافی در منحنی‌ها و خطوط برخوردار بوده که در صورت افزودن حتی یک لایه پوست به آن قابل تشخیص است. همین محققان پیش از این یک پژوهش شاهد مثال را بر روی موشها با استفاده از سلولهای غضروف در یک قالب کولاژنی شبیه گوش انجام داده بودند اما در آن زمان این محصول در شکل دو بعدی مورد بررسی قرار گرفته بود.
سالانه هزاران کودک با ناهنجاری مادرزادی ﻣﻴﻜﺮوﺗﻴﺎ(گوش کوچک) به دنیا می‌آیند که در آن گوش خارجی به طور کامل شکل نمی‌گیرد. بسیاری از آنها از گوش داخلی سالم برخوردارند اما به دلیل نبود ساختار خارجی، کاهش شنوایی را تجربه می‌کنند. نتایج این پژوهش در مجله Royal Society Interface منتشر شده است.

محققان نسل جدیدی از قلب مصنوعی را به یک بیمار 65 ساله پیوند زدند که می‌تواند از راه اینترنت کنترل شود. امروز اینترنت زندگی انسان‌ها را تغییر داده است، به خاطر شبکه، افراد دور از هم می‌توانند به طور مجازی بهم نزدیک شوند اما این تنها قابلیت اینترنت نیست بلکه شبکه وارد دنیای پزشکی نیز شده است. در این راستا، پزشکان موسسه کلینیکی "هیومنیتاس" در میلان نسل جدیدی از قلب مصنوعی را به یک بیمار 65 ساله مرد پیوند زدند که این قلب مصنوعی قادر است اطلاعات را مستقیما و از راه اینترنت به پزشکان انتقال دهد. درحال حاضر تنها 18 نمونه از این قلب مصنوعی با قابلیت کنترل از راه اینترنت در تمام دنیا وجود دارد و فاز آزمایشی پیوند آن در مراکزی در برلین، بروکسل و میلان انجام شده است.
این قلب مصنوعی در واقع یک دستگاه کوچک پنج سانتی‌متری با وزن حدود 100 گرم است که "دستگاه همراه بطنی" نام دارد و از یک پمپ برخوردار است که در ابتدای بطن چپ قرار می‌گیرد و به قلب بیمار کمک می‌کند که خون را به روشی طبیعی پمپاژ کند. نوآوری این دستگاه نسبت به سایر قلب های مصنوعی در این است که این قلب دارای یک کنسول خارجی است که به رایانه متصل می شود و می تواند از راه اینترنت اطلاعاتی را درباره عملکرد خود به پزشکان انتقال دهد و به این ترتیب امکان کنترل از راه دور وضعیت بیمار را فراهم می‌کند. به گفته محققان، این ویژگی به متخصصان اجازه می دهد که در زمان واقعی، حالت سلامت بیمار را با دریافت پارامترهای پمپاژ و با کنترل جریان خون، قدرت عملکرد و سرعت توربین بررسی کنند.

محققان اسپانیایی موفق به توسعه استخوان های مصنوعی از سلول های بنیادی خون بند ناف شده اند که مسیر را برای بازسازی استخوان ها و جایگزین کردن غضروف آسیب دیده هموار می کند.  پس از سال ها تحقیق در حوزه زیست شناسی، مطالعات رادیوبیولوژیک و مواد، محققان موفق به تولید یک ماده بیولوژیکی پیچیده شبیه به بافت استخوان در شرایط آزمایشگاهی شدند.  محققان دانشگاه گرانادا از مواد زیستی جدید برای ایجاد بافت استخوان یا استخوان مصنوعی استفاده کرده اند. این مواد شامل پوشش کربنی فعالی برای محافظت از سلول ها است که به رشد استخوان کمک می کند.
این روش هنوز بر روی موجودات زنده آزمایش نشده است، اما نتایج آزمایش‌های اولیه بسیار امیدوار کننده ارزیابی می شود و در آینده می توان از این روش برای تولید داروهای ترمیم استخوان، شکستگی های استئو کوندرال، تومور یا آسیب دیدگی های پس از تصادف استفاده کرد. روش تمایز سلول های بنیادی با استفاده از پشتیبانی سه بعدی و کاربرد انواع سلول های دخیل در بازسازی استخوان در شرایط کشت سلولی نیاز به عوامل تمایز اضافی ندارد. محققان پس از تولید استخوان مصنوعی در آزمایشگاه، به دنبال کاشت این مواد زیستی در مدل های حیوانی مانند موش و خرگوش هستند تا کارآیی آن را در بازسازی استخوان ارزیابی کنند.

دانشمندان بیمارستان عمومی ماساچوست با استفاده از سلول‌های بنیادی توانسته‌اند رگهای خونی مصنوعی تولید کنند که تا 9 ماه در بدن دوام می‌آورند. در این پژوهش، شبکه‌های رگ‌های خونی بدست آمده از سلول‌های انسانی در سطح مغز موش پرورش داده شد که در آنجا تا 9 ماه مانند رگهای طبیعی به کار پرداختند. تحقیقات پیشین با استفاده از شیوه‌های مشابه نتوانسته بودند رگهای خونی بادوام و دراز مدت را در بدن حیوانات تولید کنند.
به گفته محققان، توانایی ترمیم یا پرورش سلولهای خون جدید می‌تواند پایه درمانهای جدید برای بیماریهایی مانند بیماری قلبی و دیابت باشد. محققان در این پژوهش که در مجله مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده، به توصیف چگونگی استفاده از نوعی از سلول‌های بنیادی انسان برای ساخت سلول‌های پیش‌ساز عروقی که در نهایت به رگهای خونی تبدیل می‌شدند، پرداخته‌اند. این سلولها پس از کاشته شدن بر روی سطح مغز موشها، طی دو هفته به رگهای خونی کارا تبدیل شده و تا 280 روز به کار خود ادامه دادند. سلولهای مشابهی که بجای سطح در زیر پوست کاشته شده بودند نیز به رگهای خونی تبدیل شدند اما این نمونه‌ها از طول عمر کمتر برخوردار بوده و نیازمند پنج برابر سلول پیش‌ساز بیشتر برای ادامه فرایند تولید بودند.

محققان،‌ دستگاه تصفیه هوایی را طراحی کرده‌اند که به راحتی روی کیف یا لباس نصب شده و می‌تواند مانند ریه مصنوعی به تصفیه هوای محیط کمک کند. آلودگی هوا از جمله مهمترین مشکلات کلانشهرها محسوب می شود و راهکارهای مختلفی برای بهبود کیفیت هوای شهرها تاکنون توسعه یافته اند. طرح مفهومی Ohita نسل آینده دستگاه تصفیه هوای قابل حمل محسوب می شود که در نقش یک جفت ریه کمکی عمل کرده و قادر به فیلتر کردن هوای محیط است. این دستگاه کوچک توسط تلفن همراه هوشمند قابل کنترل بوده و قادر به آنالیز لحظه‌یی کیفیت هوا و ارسال داده ها به گوشی تلفن کاربر است. همچنین اگر فرد در محیطی با آب وهوای پاک و سالم حضور داشته باشد، دستگاه می تواند نمونه ای از این هوا را مانند یک عکس فوری در خود ذخیره سازی کند. این دستگاه در حال حاضر یک طرح مفهومی بوده و هنوز زمان دقیقی برای تولید تجاری آن اعلام نشده است؛ این طرح به مرحله نیمه نهایی رقابت طراحی Electrolux 2013 راه یافته است.

محققان مؤسسه فناوری تکنیون با استفاده از ذرات ریز طلا و نوعی رزین توانسته‌اند به کشف چگونگی ساخت نوع جدیدی از حسگر منعطف نائل شوند که در آینده می‌توان آن را در پوست الکترونیکی ادغام کرد. اگر دانشمندان چگونگی اتصال پوست مصنوعی را به اندام مصنوعی یاد بگیرند، افراد قطع عضو ممکن است بتوانند بار دیگر تغییرات محیط اطرافشان را احساس کنند.
راز این دستاورد در قابلیت این حسگر در شناسایی سه نوع داده بطور همزمان قرار دارد. در حالی که نمونه‌های کنونی پوست مصنوعی تنها قادر به درک لامسه هستند، اختراع این محققان می‌تواند بطور همزمان حس لامسه، رطوبت و دما را مانند یک پوست واقعی درک کند. همچنین این سیستم از لحاظ لامسه حداقل 10 برابر حساس‌تر از سیستم‌های پوست الکترونیکی مبتنی بر لمس کنونی است.
دانشمندان همیشه به حسگرهای منعطف علاقه داشته‌اند اما در سازگارسازی آنها برای کاربرد در جهان واقعی با مشکل روبرو بوده‌اند. یک حسگر منعطف برای کاربرد در جامعه باید با ولتاژ کم کار کرده، طیف وسیعی از فشارها را سنجیده و در یک زمان بیشتر از یک سنجش را انجام دهد. علاوه بر آن این حسگرها همچنین باید سریع، آسان و ارزان ساخته شوند.
حسگر این محققان از تمام این کیفیت‌ها برخوردار است. راز آن استفاده از نانوذرات دولای دربسته‌ای است که قطر آنها تنها پنج تا هشت نانومتر است. این ذرات از طلا ساخته شده و اطراف آنها را مولکولهای رابط لیگاند احاطه کرده‌اند. محققان دریافتند هنگامیکه این نانوذرات در بالای یک زیرلایه قرار می‌گیرند که در این پژوهش ترفتالات پلی‌اتیلن انعطاف‌پذیر بوده، ترکیب نهایی بر اساس چگونگی خم شدن زیرلایه بطور متفاوتی برق را هدایت می‌کرد. این خاصیت الکتریکی به این معنی است که حسگر می‌تواند طیف گسترده‌تری از فشار از دهها میلیگرم تا دهها گرم را شناسایی کند.
همچنین دانشمندان با تغییر ضخامت لایه و ماده سازنده آن می‌توانند حساسیت حسگر را اصلاح کنند. از آنجایی که این حسگرها قابل سفارشی‌سازی بوده، می‌توان از آنها در آینده برای اجرای کاربریهای دیگر مانند نظارت بر کشش در پلها و شناسایی ترک در موتورها استفاده کرد. این پژوهش در مجله ACS Applied Materials & Interfaces منتشر شده است.

شرکت فرانسوی Carmat به سمت ایمپلنت نوعی قلب مصنوعی حرکت می‌کند که بافت‌های بیولوژیکی یک گاو را در خود جای داده است. اوایل ماه جاری میلادی قلب مصنوعی Carmat تایید چهار مرکز قلب مختلف در کشورهای عربستان سعودی، اسلوونی، لهستان و بلژیک را دریافت کرد. در حالی که ایده طراحی قلب‌های مصنوعی جدید نیست، آن‌چه مدل بیوپروتزی جدید را از دیگر مدل‌های قلب مصنوعی متمایز می‌کند، شیوه استفاده آن از بافت بیولوژیکی موجود است. دو اتاقک درون قلب توسط یک غشا از هم جدا شده‌اند و مایع هیدرولیکی در یک طرف غشا نگهداری می‌شود. یک پمپ موجود در درون قلب این مایع را به درون و بیرون اتاقک‌ها پمپاژ می‌کند که غشا را حرکت داده و موجب پمپاژ خون به درون و بیرون اتاقک می‌شود (درست مانند قلب). این غشا از بافت‌هایی خلق شده که از کیسه احاطه‌کننده قلب یک گاو گرفته شده‌اند. استفاده از ماده بیولوژیکی موجب فعالیت بهتر قلب با سیستم پیوندی خود گیرنده است و شاید به وابستگی کمتر به داروهای ضدانعقاد بیانجامد.
در ابزار Carmat بافت قلب گاو همچنین در ساخت دو دریچه به کار می‌رود و حسگرهای تعبیه‌شده در درون قلب بر فشار نظارت کرده و به آن امکان تغییر میزان خونی که در واکنش به فعالیت فیزیکی جریان می‌یابد، را می‌دهد. از این حسگرها در واقع، برای مخابره داده بدن بیمار به یک رایانه استفاده می‌شوند که ابزار نیز به نوبه خود، سیگنال‌هایی را دریافت می‌کند، مبنی بر این که میزان پمپاژش را با سطوح فشار وارده هماهنگ کند. در حالی که Carmat باید تایید قانونگذاران فرانسوی را به دست آورد، قرار است نخست بر روی حیوانات آزمایش شود. بهای احتمالی این مدل بیش از 195 هزار دلار امریکا گزارش شده است.

دانشمندان اسکاتلندی به دنبال انجام نخستین آزمایش‌های خون مصنوعی روی انسان هستند. محققان مرکز پزشکی احیا (SCRM) در ادینبورگ، گواهی تولید خون از سلول‌های بنیادی را صادر کردند. این خون سپس بر روی انسان‌ها آزمایش می‌شود. گواهی دریافتی از «آژانس نظارتی فراورده‌های دارویی و بهداشتی» بریتانیا به دانشمندان اسکاتلندی امکان تولید خون مصنوعی در مقیاس صنعتی را می‌دهد. این امر موجب رویارویی با کمبودها و توقف انتقال عفونت‌ها از خون اهداکنندگان می‌شود. آزمایش‌ها روی انسان، در صورت تایید، نخستین مرحله تثبیت درمان‌های بالینی در مقیاس بزرگ است و به استفاده مکرر از خون مصنوعی می‌انجامد.
محققان از سلول‌های بنیادی اهداکنندگان بزرگسال موسوم به سلول‌های بنیادی pluripotent، به عنوان بخشی از پروژه موجود به جای سلول‌های جنجال‌برانگیز جنین، استفاده می‌کنند. برای دستیابی به سلول‌های بنیادی مزبور، افراد بزرگسال بخش کوچکی از پوست یا نمونه خونشان را اهدا می‌کنند و فناوری‌های موجود امکان استخراج سلول‌های بنیادی از این نمونه‌ها را می‌دهد. با دریافت گواهی از مرکز ادینبورگ، دانشمندان همچنین قادر به بررسی محصولات این نوع سلول‌های بنیادی برای کمک به بیماران مبتلا به پارکینسون، دیابت، سرطان یا افرادی که از سکته مغزی رنج می‌برند، خواهند بود.

محققان دانشگاه استنفورد حسگر فشاری طراحی کرده اند که عملکردی مشابه پوست واقعی داشته و می تواند برای ایجاد حس لامسه در پروتز های مصنوعی یا دستگاه های مانیتورینگ قلب نیز مورد استفاده قرار بگیرد. تیم تحقیقاتی دانشگاه استنفورد در سال 2010 میلادی خبر توسعه حسگر فشار بسیار حساس ساخته شده از لاستیک فوق نازک را منتشر کردند که این دستگاه فاقد ترانزیستور انعطاف پذیر بعنوان یک نیمه هادی برای انتقال سیگنال از حسگر بود. اما دستگاه جدید ترانزیستور ساخته شده از یک پلیمر نیمه هادی انعطاف پذیر است که فشار را به جریان الکتریکی تبدیل می کند. به گفته دکتر «ژنان بائو» از اساتید مهندسی شیمی و سرپرست تیم تحقیقاتی دانشگاه استنفورد، حساسیت این پوست به فشار بیش از پوست انسان است که می تواند میزان فشاری صدها برابر کمتر از یک لمس ملایم (کمتر از 10 کیلوپاسکال) را احساس کند.
یکی از کاربردهای عملی پوست مصنوعی، مانیتورینگ قلب است؛ این حسگر فشار فوق باریک به انرژی بسیار کمی نیاز دارد و می تواند برای توسعه یک ابزار نظارتی پوشیدنی برای بیماران قلبی مورد استفاده قرار بگیرد. همچنین می توان از پوست مصنوعی برای ساخت پروتزهای دارای حس لامسه نیز استفاده کرد؛ گرچه محققان تاکنون موفق به برقراری ارتباط بین حسگر فشار با مغز نشده اند. محققان موسسه تکنولوژی جورجیا (GT) به تازگی حسگر فشار انعطاف پذیری از مواد پیزوالکتریک طراحی کرده اند، اما «بائو» تأکید می کند که حسگر فشار دانشگاه استنفورد در مقایسه با تمام نمونه های تولید شده از قدرت تشخیص فشار بالاتری برخوردار است. نتایج این دستاورد در مجله Nature Communications منتشر شده است.

یک گروه بین‌المللی از محققان نوع جدیدی از ‏ماهیچه مصنوعی ساخته‌اند که از نخ‌هایی از رشته‌های نانولوله کربنی درهم‌پیچیده‌ی ‏آغشته به موم پارافین تشکیل شده است. این ساختارهای محرک جدید از این لحاظ که به الکترولیت خارجی برای عمل کردن نیاز ندارند، با افزاره‌های ساخته شده قبلی متفاوت هستند. ‏این ماهیچه‌ها می‌توانند 100 هزار برابر وزن‌شان را جابجا کنند، بی‌نهایت سریع منبسط و ‏منقبض شوند و در گستره دمایی وسیعی عمل کنند. چنین خواصی می‌تواند آنها را برای ‏استفاده در گستره‌ای از کاربردها از قبیل روبات‌های انسان‌نما، منسوجات هوشمند و ‏موتورهای چرخشی پیشرفته ایده‌آل کند.‏
این گروه برای ساخت این ماهیچه‌های مصنوعی، ابتدا جنگلی از نانولوله‌های کربنی رشد ‏دادند که بصورت عمودی هم‌راستا بودند. آنها سپس صفحه نازکی از دسته‌های ‏نانولوله‌ای را از این جنگل بیرون کشیده و آن را برای ساخت نخی حاوی مارپیچ‌هایی از ‏نانولوله‌های کربنی درهم تنیده، درهم پیچاندند. در مرحله بعد، آنها این نخ را با موم ‏پارافین مذاب مخلوط کردند.‏ سپس انتهای هر رشته از این نخ به یک منبع توان متصل شد. هنگامی که یک ولتاژ اعمال ‏شد، موم گرم و منبسط شد. فشار ایجاد شده در نتیجه این انبساط سبب منقبض و بطور جزئی ‏باز شدن این نخ درهم‌پیچیده می‌شود و درنتیجه یک کنش چرخشی، مشابه آنچه موقع کشیدن ‏یک فنر مارپیچی دیده می‌شود، ایجاد می‌کند. این نخ در جهت مخالف آنچه موم پارافین ‏سرد می‌شود، می‌چرخد.
‏ماهیچه‌های مصنوعی ساخته شده قبلی بطور مشابه کار می‌کنند، اما آنها بر نانولوله‌های ‏غوطه‌ور در یک الکترولیت مایع متکی بودند. «ری باخمن» از دانشگاه تگزاس و سرپرست این گروه بین‌المللی توضیح می‌دهد که استفاده از موم ‏پارافین بطور موثری نیاز به چنین مایع رسانای خارجی را از بین می‌برد. ‏او می‌گوید: این نانورشته‌های آغشته به موم پارافین همچنین می‌توانند اجسامی هزار برابر ‏سنگین‌تر از وزن‌شان را جابجا کنند و در مقایسه با ماهیچه‌های طبیعی با همان اندازه، در مدت ‏انقباض، 85 برابر توان مکانیکی بیشتری تولید می‌کند. ‏مارپیچی بودن این نخ نانولوله‌ای ضریب انبساط گرمایی‌اش را حتی بدون موم پرکننده تا ‏‏10 برابر افزایش می‌دهد. طبق گفته این محققان این انبساط گرمایی بالا برای این نخ‌های ‏مارپیچی، بدین معنی است که آنها برای استفاده در منسوجات هوشمند ایده‌آل هستند. ‏این محققان، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی ‏Science‏ منتشر کرده‌اند.‏

دست مکانیکی فیبر کربن با کمک الکترودهایی که در بازو قرار داده شده اند، انجام حرکات مختلفی مانند ورق زدن یا کلیک کردن روی موس را امکان پذیر می کند. «لوک مدلاند» 31 ساله از بدو تولد فاقد دست چپ بود، اما با کمک پزشکان بیمارستان سلطنتی ارتوپدی و دریافت یکی از پیشرفته ترین دست های بیونیک جهان اکنون قادر به انجام بسیاری از کارهای روزمره زندگی است. «مدلاند» یکی از هفت نفری است که در قالب یک طرح آزمایشی، یکی از پیشرفته ترین دست های بیونیک جهان را دریافت کرده است.
دست بیونیک Bebionic3 Myoelectric از طریق الکترودهایی که به عضلات بازو متصل شده اند، امکان انجام حرکات مختلف دست را فراهم می کند. این دست مکانیکی 15 هزار دلاری یک مدل فیبرکربن الکتریکی بسیار پیشرفته محسوب می شود؛ انگشتان دست از جنس آلومینیوم سبک ساخته شده و عملکردهایی مشابه دست واقعی از جمله گرفتن کاغذ یا کلیک کردن روی موس را برای فرد فراهم می کند. کنترل عملکردهای مختلف دست و انگشتان با ارسال سیگنال هایی از مغز به عضلات بازو انجام می شود و مجموعه ای از حسگرها با دریافت این سیگنال ها، حرکت دست و انگشتان را امکان پذیر می کنند.

محققان موفق به ساخت تخمداني مصنوعي شده‌اند که مي‌تواند مانند تخمدان طبيعي هورمون توليد کند. دانشمندان آمريکايي دو نوع سلول توليدکننده هورمون جنسي را از تخمدان موش گرفته و داخل کپسول جلبکي قرار دادند. سپس آن‌ها را در مواجهه با مواد شيميايي گرفته شده از غده هيپوفيز قرار دادند که توليد هورمون را تحريک مي‌کنند. در نهايت مشاهده شد که سلول‌ها ي مذکور هورمون‌هاي جنسي را با همان نسبت تخمدان‌هاي سالم توليد کردند. محققان اين نوآوري معتقدند کپسول هورمون پوياتر از HRT و با عوارض جانبي کمتر عمل مي‌کنند. به اين ترتيب زناني که به عللي تخمدان خود را از دست داده يا در دوران منوپوز به سر مي‌برند و به دليل عدم توليد هورمون‌هاي جنسي در معرض استئوپورز قرار دارند، مي‌توانند از آن بهره زيادي ببرند. البته HRT روزانه نيز به اين دسته از افراد کمک شاياني مي‌کند؛ هر چند عوارض جانبي زيادي دارد و بعضي از بيماران از ادامه دادن اين روش درماني سرباز مي‌زنند.

محققان چینی و آمریکایی موفق به توسعه آرایه‌ای از حسگرها شده‌اند که مانند انگشت دست می‌تواند فشار را حس کند. موسسه تکنولوژی جورجیا (GT)‌ در همکاری مشترک با محققان چینی، آرایه ای از ترانزیستورهای انعطاف پذیر با قابلیت احساس فشار را توسعه داده اند که از درجه حساسیتی مشابه انگشت انسان برخوردار است. با استفاده از نانوسیم های اکسید روی به شکل عمودی، آرایه ای شامل هشت هزار ترانزیستور ساخته شد که هر ترانزیستور زمانی که تحت فشار فیزیکی قرار می‌گیرد، بطور مجزا قادر به تولید سیگنال های الکتریکی است. محققان از خاصیت پیزوالکتریکی برای دریافت پاسخ الکتریکی از آرایه های ترانزیستوری استفاده کردند؛ برای این کار باید از موادی با خواص همزمان پیزوالکتریک و نیمه هادی شامل نانو سیم ها و فیلم های نازک استفاده شود. «ژانگ لین وانگ» سرپرست تیم تحقیقاتی تأکید می کند: هر حرکت مکانیکی مانند حرکت دست یا انگشت ربات می تواند به سیگنال های کنترلی ترجمه شود که به توسعه پوست مصنوعی هوشمندتر با خواصی مشابه پوست انسان منجر می‌شود. دستاورد محققان می تواند روند توسعه پوست مصنوعی پیشرفته را تسهیل کند؛ از این فناوری همچنین می توان برای ساخت پروتزهای رباتیک با قابلیت لمس سطوح مختلف ، ویژه افراد معلول یا توسعه ربات‌های شبه انسانی با داشتن حس لامسه استفاده کرد. نتایج این تحقیق در مجله Science‌ منتشر شده است.

یک شرکت طراحی بافت انسانی در گامی رو به جلو برای به واقعیت پیوستن تولید کبدهای آزمایشگاهی، موفق به تولید کوچکترین کبد انسانی با استفاده از چاپگر سه بعدی حاوی سلول‌های زنده شد. کبدهای کوچک تولید شده توسط شرکت «Organovo» در سان‌دیگو تنها نیم میلی‌متر عمق و چهار میلی‌متر مساحت داشته، اما قادر است بیشتر عملکردهای یک کبد واقعی را اجرا کند. برای ساخت این کبدها، یک چاپگر حدود 20 لایه از سلولهای کبدی و ستاره‌ای را که دو سلول اصلی کبد هستند، تولید می‌کند. همچنین سلولهایی از پوشش داخلی رگهای خونی نیز به این بافت اضافه می‌شود که در نهایت شبکه ظریفی از کانالهایی را برای تامین مواد مغذی و اکسیژن لازم در سلولهای کبد ایجاد کرده و بافت را تا پنج روز یا بیشتر زنده نگه می‌دارند. این سلولها از بافت یدکی برداشته شده در عملهای جراحی و نمونه‌برداریها بدست آمده‌اند.
تاکنون کبدهای چاپی با یک یا دولایه ساخته می‌شدند که تنها برای دو روز دوام آورده و از طیف عملکردی مشابه میکرودیسک‌ها برخوردار نیستند. ساختار و عملکرد واقعی این ریزکبدها، آنها را به پیش‌بینی‌کنندگان خوبی برای سمی بودن داروها و دیگر مواد تبدیل می‌کند. آنها قادر به تولید پروتئین کبدی آلبومین هستند که حجم خون را افزایش داده و هورمونها، نمک و دارو را به بدن پخش می‌کند. این کبدها همچنین قادر به تولید کلسترول که چربی را در جریان خون حمل کرده و آنزیم‌های اصلی سم‌زدایی موسوم به سیتوکروم P450s که داروها را در کبد متابولیزه می‌کنند، هستند. هدف نهایی شرکت Organovo تولید ساختارهای مناسب برای پیوند به انسان است که در حال حاضر با مشکل چاپ شبکه‌های انشعاب‌دار بزرگتر رگهای خونی برای اغذیه چنین اندامهایی روبرو است. این ریزکبدها در نشست سالانه زیست‌شناسی تجربی در بوستون رونمایی شده‌اند.

هوش مصنوعي به هوشي كه يك ماشين از خود نشان مي‌دهد و يا به دانشي در كامپيوتر كه سعي در ايجاد آن دارد گفته مي‌شود. هنوز تعريف دقيقي براي هوش مصنوعي ارائه نشده است كه مورد قبول همه دانشمندان صاحب نظر در اين زمينه باشد و اين خود به علت آن است كه اساس اين موضوع يعني هوش مورد جنجال و اختلاف است و تعريف جامعي درباره آن وجود ندارد. به طور كلي ماهيت وجودي هوش به مفهوم جمع آوري اطلاعات، استقرا و تحليل تجربيات به منظور رسيدن به دانش يا ارايه تصميم است. در واقع هوش به مفهوم به كارگيري تجربه به منظور حل مسائل دريافت شده تلقي مي‌شود. هوش مصنوعي علم و مهندسي ايجاد ماشين هايي با هوش با به كارگيري از كامپيوتر و الگوگيري از درك هوش انساني و يا حيواني و در نهايت دستيابي به مكانيزم هوش مصنوعي در سطح هوش انساني است.
در مقايسه هوش مصنوعي با هوش انساني مي‌توان گفت كه انسان قادر به مشاهده و تجـزيـه و تحليـل مسـايـل در جهـت قضاوت و اخذ تصميم است در حالي كه هوش مصنوعي مبتني بر قوانين و رويه‌هايي از قبل تعبيه شده بر روي كامپيوتر است. در نتيجه علي رغم وجود كامپيوترهاي بسيار كارا و قوي در عصر حاضر هنوز كسي قادر به پياده كردن هوشي نزديك به هوش انسان در ايجاد هوش هاي مصنوعي نيست.

PDF متن کامل مقاله                HTML متن کامل مقاله

یک شرکت انگلیسی از یک دست پروتزی جدید رونمایی کرده که توسط یک برنامه تلفن همراه هوشمند قابل کنترل است. شرکت «Touch Bionics» اعلام کرد که محصول فوق انقلابی«i-limb» آن با یک برنامه جدید «biosim» کنترل می‌شود. این برنامه که با جدیدترین محصولات اپل تطبیق‌پذیراست برای دستیابی سریع کاربران این دستهای مصنوعی به 14 الگوی حرکتی و گرفتن طرحی شده است. این محصول برخلاف سایر پروتزهای رایج، به ارائه پنج انگشت کارا شامل انگشت شست با قابلیت گردش کامل به منظور ارتقاء مهارت پرداخته است. سازندگان این دستاورد را یک پیشرفت چشمگیر در فناوری i-limb خود خوانده‌اند.
قدرت گردش انگشت شست به طور مستقیم توسط علائم عضله کاربر یا به طور خودکار به عنوان بخشی از الگوی حالت از پیش تعیین شده قابل کنترل است. گزینه جدید «گرفتن سریع» از برنامه کنترلی تلفن همراه biosim به کاربران اجازه می‌دهد تا به طور خودکار 24 الگوی مختلف حرکت دست را بر روی پروتز خود با یک فشار بر روی نمایشگر فعال کنند.
شرکت Touch Bionics در ماه ژانویه از دستیابی به 10 میلیون پوند فروش سالیانه برای اولین بار خبر داده بود. طبق گزارش‌های این شرکت همچنین درآمد آن در سال 2012 پس از توسعه خطوط تولید تا 17 درصد افزایش داشت. این توسعه شامل راه‌اندازی دست پروتزی « i-limbفوق‌العاده» و ارتقایی برای راه‌حل رقمی آن برای افراد فاقد انگشت بوده است.

دانشمندان مؤسسه فناوری جورجیا و دانشگاه اموری در حال کار بر روی پلاکت‌های خون مصنوعی هستند که به لخته شدن سریع‌تر خون کمک کرده و خونریزی را در افراد دارای زخم‌های خطرناک مانند مجروحان میدانها جنگ کاهش خواهد داد. این محققان موفق به تولید یک ماده زیستی جدید شده‌اند که از عملکرد پلاکت‌های خونی که به لخته شدن خون کمک کرده، تقلید می‌کند.
به گفته محققان در نشست سالانه پیشرفتهای علمی آمریکا، این پلاکتهای مصنوعی در آزمایشات بر روی حیوانات، کار پلاکتهای طبیعی را تکمیل کرده، زمان لخته شدن را تا 30 درصد افزایش و خونریزی را تا 40 درصد کاهش دادند. این پلاکت‌های مصنوعی قابل خشک و منجمد کردن بوده و کارکنان ارتش می‌توانند آنها را به میدانهای جنگ برده و برای کاهش خونریزی و ارتقای شانس زنده ماندن سربازان آسیب دیده به آنها تزریق کنند.
اگرچه به گفته محققان، پژوهشهای بیشتر برای آزمایش پلاکت‌های مصنوعی در انسان و تولید فناوری برای انتقال و استفاده از آن در میدان جنگ مورد نیاز است. این پلاکتها پس از تزریق در بدن در جریان خون گردش کرده و پس از رسیدن به زخم کار خود را آغاز می‌کنند. در آنجا این پلاکت‌ها با همان پروتئین‌هایی که منجر به آغاز فرآیند طبیعی لخته‌سازی خون در بدن شده، فعال می‌شوند. از آنجایی که این پلاکتها بطور خودکار جای زخم را پیدا می‌کنند، نیازی به جستجو برای آنها نیوده و از این رو برای جراحتهای داخلی بسیار مفید است.
هنوز مشخص نیست که این پلاکتها تا چه زمان در بدن دوام دارند؛ اما اگر برای یک دوره کوتاه نیز مقاومت کنند، می‌توانند به شکل پیشگیری‌کننده در زمان بروز آسیب و زخم مورد استفاده قرار بگیرد. محققان امیدوارند بتوانند نوعی پلاکت مصنوعی طراحی کنند که بتواند فرآیند التیام زخم را با انتشار علائم شیمیایی خاص هدایت کرده و اثر زخم را کاهش دهد. به گفته محققان این دستگاه ممکن است طی سه تا پنج سال آینده در دسترس قرار دهد. 

محققان سوئیسی از نخستین پیوند دست مصنوعی با قابلیت بازگرداندن حس لامسه به افراد معلول در آینده نزدیک خبر می‌دهند. اندام های مصنوعی توانایی خود را برای دریافت و ترجمه سیگنال‌های مغزی به حرکت نشان داده‌اند؛ اما هیچکدام قادر به بازگرداندن حس لامسه به افراد معلول نیستند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که نیمی از افراد فاقد دست، تمایلی به استفاده از دست مصنوعی بدلیل عملکرد پایین و آزاردهندگی این پروتز ندارند. اما برای نخستین بار دست مصنوعی از طریق الکترودها به سیستم عصبی مرکزی دست متصل شده و می تواند حس لامسه تقریبا واقعی را در افراد معلول احیا کند؛ الکترودها برای کنترل حرکات دست بیونیک از قدرت ذهن کاربر استفاده کرده و حتی قادر به ارسال مجدد سیگنال به مغز هستند.
دکتر «سیلوسترو میسرا» از محققان و طراحان دست بیونیک در موسسه پلی تکنیک لوزان تأکید می کند: این نخستین پروتز با قابلیت ایجاد حس لامسه واقعی در فرد معلول است؛ ایجاد حس بیشتر نیز باعث می شود که فرد معلول یک عضو مصنوعی را راحت‌تر بپذیرد. در سال 2009 میلادی مدل اولیه دست بیونیک از طریق الکترودها به سیستم عصبی یک معلول متصل شد که وی را قادر به تکان دادن دست، انگشتان و حتی سوزن زدن به انگشتان را حس کرد. در مدل جدید که بطور کامل به بازو پیوند زده خواهد شد، حس لامسه نسبتا کاملی به انگشتان، کف و مچ دست معلول باز گردانده می شود. این دست بیونیک تا اواخر سال جاری میلادی در شهر رم به یک جوان که در تصادف رانندگی دست خود را از دست داده است، پیوند زده خواهد شد. دانشمندان امیدوارند که دستاورد طراحی دست بیونیک بتواند به تولید نسل جدید اندام های مصنوعی با قابلیت هایی مشابه اندام واقعی بدن از جمله حس و عملکرد مناسب منجر شود.  

محققان دانشگاه رایس با استفاده از روش «شناوری مغناطیسی» موفق به کشت سه بعدی سلول‌ها و تولید بافت ریه مصنوعی شدند. بطور سنتی کشت سلولی در پتری دیش انجام می شود، اما سلول های کشت داده شده در این روش مسطح بوده و حالت سه بعدی پیدا نمی کنند. محققان دانشگاه رایس با همکاری مرکز Nano3D Bioscience از فناوری شناوری مغناطیسی (Magnetic Levitation)‌ برای کشت سه بعدی سلول‌ها استفاده کرده و چهار نوع از سلول ها را درون بافت ریه مصنوعی جای دادند.
در این روش، نانو ذرات مغناطیسی بداخل سلول‌ها وارد شده و محققان با کمک یک قلم مغناطیسی موفق به دستکاری سلول ها شدند؛ توانایی دستکاری سلول ها، امکان جدیدی برای کشت های پیچیده فراهم می کند.بافت چهار لایه ریه از سلول های اندوتلیال، سلول های عضله نرم، فیبروبلاست ها و سلول های مخاطی ساخته شد؛ قرار دادن این سلول ها در روشی مشابه بافت طبیعی ریه تاکنون انجام نشده بود و این دقیق ترین و واقعی ترین نمونه بافت مصنوعی برونش محسوب می شود. تولید بافت ریه مصنوعی می تواند به محققان برای شبیه سازی اثر سموم بر روی ریه کمک کرده و به توسعه درمان های جدید و موثر منجر شود.

محققان دانشگاه فناوری چالمرز در سوئد اولین بازوی روباتیک کاشت کامل را با قابلیت کنترل ذهن ساخته‌اند که از اعصاب و بقایای ماهیچه‌های خود فرد برای تامین سطح کنترل ادراکی بیشتر از تصورات قبلی استفاده می‌کند. اجراهای اولیه این فناوری بر روی بیماران قرار است در زمستان سال جاری انجام شود. اندام پروتزی که با پالسهای الکتریکی در ماهیچه‌ها کنترل می‌شوند از دهه 1960 برای معلولان در دسترس بوده اما عملکرد آنها محدود و کنترلشان سخت است. همچنین بسیاری از معلولان شیوه استاندارد استفاده از سوکت‌های متصل برای اتصال اندام مصنوعی به بدن را ناراحت‌کننده توصیف کرده‌اند. محققان برای افزایش راحتی و درک‌پذیرتر کردن طراحی خود از فرآیند کاشت استخوانی(osseointegration) استفاده کردند. این فرآیند که ابتدا در دهه 1960 ساخته شده، شامل اتصال استخوان زنده به سطح یک کاشت مصنوعی بوده و برای پروتزهای گوش، چشم و بینی و همچنین پروتزهای اندام بزرگتر با موفقیت عمل کرده است.
در فناوری جدید این محققان، یک کاشت تیتانیومی بطور مستقیم در اسکلت فرد قرار داده شده که شامل الکترودهایی برای اتصال به اعصاب و ماهیچه‌های باقیمانده اندام معلول است. اجرای الکترودها به شیوه باعث افزایش چشمگیر در ثبات سیگنالی در مقایسه به شیوه‌های رایح کنترل پروتزها می‌شود که در آنها الکترود در سطح پوست قرار می‌گیرد. پالسهای الکتریکی از اعصاب فرد با الکترودهای کاشتی دریافت شده و سپس به یک رابط عصبی منتقل می‌شوند و در عوض آنها را از میان کاشت تیتانیومی استخوانی ارسال می‌کنند. در نهایت، این پالسها با الگوریتم‌های پیچیده درون بازوی مصنوعی رمزگذاری شده و به کاربر امکان یک کنترل خوب بر حرکات پروتز را ارائه می‌کند.
این دست مصنوعی بسیار ماهرانه ساخته شده است. موتورهای درون هر انگشت می‌توانند بطور جداگانه و همزمان کنترل شوند که آزادی بیشتری را برای حرکات به فرد ارائه می‌کنند. این پروتز همچنین قادر به ارائه سطوحی از بازخورد در زمان تحریک مسیرهای عصبی به مغز کاربر است و بسیار شبیه به بازوی واقعی عمل می‌کند.

تیمی بین‌المللی از دانشمندان مستقر در دانشگاه تگزاس موفق به تولید نوع جدید ماهیچه مصنوعی با استفاده از نانوتیوب‌های کربن شدند. این نانوتیوب‌ها سیلندرهای ریز توخالی هستند که از همان لایه‌های گرافیت مورد استفاده در مغز مدادهای استاندارد ساخته شده‌اند. بر خلاف این واقعیت که عضلات جدید 10 هزار برابر کوچک‌تر از قطر موی انسان هستند، آن‌ها قادرند بیش از 100 هزار برابر وزن خود را از جا بلند کنند که این میزان تقریباً 85 برابر قدرت ماهیچه طبیعی با سایز معادل عنوان شده است. عضلات طراحی شده با استفاده از یک نخ تاب خورده سیلندرهای کربنی ناچیز و سپس تعبیه یک "مهمان" تغییردهنده حجم (در این حالت موم پارافین مورد استفاده در شمع‌) در درون آن‌ها، تولید شده‌اند. نخ پوشیده شده از موم سپس به صورت الکتریکی یا توسط جرقه‌یی از نور حرارت داده می‌شود. این امر موجب انبساط موم، افزایش حجم نخ و انقباض طول ماده می‌شود. این انقباض ماهیچه‌یی یا تحریک (actuation) می‌تواند در فقط 25 هزارم ثانیه رخ دهد.
با در نظر گرفتن هر دوی عمل تحریک و معکوس تحریک، محققان موسسه فناوری ماساچوست چگالی نیروی 4.2 kW/kg یعنی چهار برابر کسر نیرو بر وزن یک موتور احتراق داخلی نوعی را برای این ماهیچه ثبت کردند. درحالیکه این فناوری می‌تواند دارای کاربردهای متعددی باشد، انتظار نمی‌رود که حداقل در زمان حاضر در بدن انسان قابل استفاده باشد. گفته می‌شود سیستم ارائه شده می‌تواند در گستره وسیعی از حوزه‌ها از جمله کاترهای مورد استفاده در جراحی‌های با حداقل عمل تهاجمی، اسباب‌بازی‌ها و ربات‌ها قابل کاربرد باشد.
این عضلات همچنین می‌توانند در مواد هوشمند خود تامین‌کننده از قبیل لباس‌های حافظتی که به تغییرات موجود در دمای محیطی واکنش نشان می‌دهند، به کار روند. افزون بر این، لوله‌های کربنی مجهز به موم قادر به تحمل درجه حرارت هزار درجه سلسیوس بالاتر از نقطه ذوب فولاد هستند که هیچ محرک کنونی قادر به عملکرد در این دما نیست. گام بعدی پیش روی دانشمندان، افزایش مقیاس عضلات تک الیافی و تبدیل آن‌ها به سیستم‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر است که از هزاران ماهیچه الیافی تشکیل شده باشند. جزئیات این دستاورد علمی در مجله Science انتشار یافت.

محققان ایتالیایی، یک گام به تولید بافت مصنوعی کلیه با سلول‌های خود بیمار یا یک منبع دیگر نزدیک‌تر شدند. پیشرفت در حوزه مهندسی بافت می‌تواند منجر به درک بهتر بیماری‌های کلیه، ابداع روش‌های درمانی جدید و کمک مؤثر به بیماران مبتلا به نارسایی کلیه شود. محققان در حال حاضر قادر به تولید بافت‌هایی مشابه کلیه نابالغ با استفاده از سیستم‌های تعلیق از سلول های جنینی کلیه شده اند، اما بدلیل پیچیدگی بخش های تصفیه کلیه و عدم شکل‌گیری بدون حضور رگ‌های خونی، تاکنون در تولید و رشد دادن بافت کلیه بالغ در آزمایشگاه ناموفق بوده‌اند.
محققان موسسه تحقیقات فارماکولوژیک «ماریو نگری» ایتالیا برای نخستین بار «ارگانوئیدهایی» ساخته‌اند که قابلیت ادغام شدن با یک موجود زنده را داشته و می‌تواند عملکردهای کلیه از جمله فیلتر خون و جذب مجدد مولکول را انجام دهد. کلید موفقیت محققان در تولید این بافت،‌ مرطوب کردن ارگانوئیدها در یک محلول حاوی مولکول‌های مورد نیاز برای شکل گیری رگ های خونی و سپس تزریق این مولکول ها بداخل بدن حیوان میزبان بوده است. ارگانوئیدها پس از سه تا چهار هفته از زمان لانه گزینی به مرحله بلوغ رسیدند.
دکتر «کریستودلوس شیناریس» سرپرست تیم تحقیقاتی تأکید می کند: توانایی تولید بافت کلیه عملکردی از سیستم تعلیق سلول‌های منفرد یک گام مهم در عملی کردن مهندسی بافت کلیه مناسب برای پیوند محسوب می‌شود که امکان بررسی مکانیسم بیماری‌های پیچیده کلیوی و آزمایش داروهای جدید را فراهم می‌کند. نتایج این پژوهش در مجله انجمن نفرولوژی آمریکا (JASN)‌ منتشر شده است.

محققان انگليسي پروژه جنجال برانگيزي را در دست تحقيق دارند كه شامل لقاح مصنوعي با سه والد به اميد ايجاد نسلي فاقد بيماري هاي ميتوكندريال است. روش لقاح مصنوعي (IVF)‌ از سال 1978 و با تولد نخستين نوزاد آزمايشگاهي در مناطق مختلف جهان گسترش يافت. محققان مركز باروري و جنين شناسي (HFEA) دانشگاه نيوكاسل به سرپرستي پروفسور «ليزا جاردين» پروژه اي تحت عنوان لقاح مصنوعي با سه والد را در دست تحقيق دارند كه در صورت مثبت بودن نتايج تحقيقات و امكان استفاده از اين فناوري كه در حال حاضر ممنوع مي باشد، انگليس تا پنج سال آينده به نخستين كشور داراي اين فناوري تبديل خواهد شد. محققان هدف از اجراي اين پروژه جنجال برانگيز را مقابله با بيماري هاي ميتوكندريال مانند ديستروفي عضلاني و آتاكسي كه باعث بروز نقص در گفتار مي شود، عنوان مي كنند. به گفته محققان، اين روش شامل هسته DNA به عنوان ژن مسوول هويت بيولوژيكي افراد نخواهد بود و تنها DNA ميتوكندري را در بر مي‌گيرد.
به گزارش ایسنا، برخي بيماري هاي ارثي به دليل نقص ميتوكندري روي مي دهند. محققان انگليسي مدعي هستند كه با كمك اين روش، زنان داراي ميتوكندري ناقص مي توانند از انتقال ژنتيكي اين نقص به نسل هاي آينده پيشگيري كنند. دو تكنيك مطرح شده در روش لقاح مصنوعي سه والد شامل انتقال اسپيندل (spindle transfer) است كه طي آن مواد هسته اي از تخمك مادر جدا شده و در پوسته تخمك اهدايي حاوي ميتوكندري سالم و فاقد هسته سلول كه با اسپرم پدر لقاح داده مي شود، قرار مي‌گيرد.
تكنيك دوم، انتقال هسته‌يي (pronuclear transfer) نام دارد كه شامل ايجاد دو جنين آزمايشگاهي يكي با اسپرم پدر و تخمك مادر و ديگري از تخمك اهدايي است. مواد ژنتيكي مركزي تخمك اهدايي جدا شده و با مواد ژنتيكي گرفته شده از تخمك مادر جايگزين مي شود. جنين در اين روش داراي ژن هايي از پدر، مادر و DNA ميتوكندري تخمك اهدايي است، اما كودك متولد شده از لحاظ ژنتيكي كاملا شبيه پدر و مادر اصلي خود مي باشد.
محققان اين روش را مانند تعويض باتري لپ تاپ توصيف مي كنند كه اطلاعات مهم هارد درايو با تعويض باتري تغييري پيدا نمي كند. مخالفان اين طرح تأكيد مي كنند كه كودك متولد شده با اين روش داراي ژن هاي بيگانه بوده و به دليل وجود اسپرم و تخمك اهدايي، مشكل هويتي و تشخيص والدين كودك مطرح مي شود.

دانشمندان ژاپني موفق به ساخت يك غشاي نازك ميكروسكوپي شده‌اند كه مي‌تواند با پوشش دادن دندانها از آنها در برابر پوسيدگي اجتناب كرده و همچنين باعث سفيدتر نشان دادن دندان شود. اين وصله دنداني يك ماده بادوام و بسيار منعطف بوده كه از «هیدروکسی آپاتیت»، ماده معدني اصلي ميناي دندان ساخته شده و مي‌تواند پاياني بر حساسيت دندانها باشد. به ادعاي دانشمندان دانشگاه كينكي، اين پوشش اولين ورق آپاتيت انعطاف‌پذير جهان بوده كه اميد مي‌رود در حفاظت از دندانها يا ترميم ميناي دندان مورد استفاده قرار گيرد. تا پيش از اين يك ورق آپتيت كامل براي دندانپزشكان، رويا محسوب مي‌شد اما اين محققان اكنون قصد دارند تا يك ميناي دندان مصنوعي را توليد كنند.
اين ورق غشائي تنها 0.004 ميليمتر ضخامت داشته كه با شليك ليزر بر بلوكهاي فشرده هیدروکسی آپاتیت در خلاء براي ظاهر شدن ذرات ساخته شده است. اين ذرات بر روي يك بلوك از نمك قرار مي‌گيرند كه براي بلوري كردن آنها پيش از حل شدن در آب، حرارت داده مي‌شود. اين غشا پس از اينكه به اندازه كافي براي بلند كردن آن توسط يك موچين محك شد، بر روي كاغذ فيلتر قرار گرفت تا خشك شود.
اين ماده به محض قرار گرفتن بر روي دندان به شكل نامرئي در مي‌آيد. اين ورق از تعدادي از سوراخهاي بسيار ريز برخوردار بوده كه براي جلوگيري از ايجاد حباب در زمان اعمال آن بر روي دندان به مايعات و هوا اجازه خروج از زير سطح آن را مي‌دهد. يكي از مشكلات موجود در اين كار اين است كه چسبيدن اين ماده بر روي دندانها حدود يك روز طول مي‌كشد. اين غشا در حال حاضر كاملا شفاف بوده اما مي‌تواند آنرا براي استفاده در دندانپزشكي زيبايي به شكل سفيد توليد كرد.
اين محققان در حال حاضر تجربيات خود را بر روي دندانهاي كنده شده انسانها انجام مي دهند، اما بزودي مرحله بعدي آزمايشات بر روي حيوانات آغاز خواهد شد. تا زمان استفاده از اين محصول در درمانهاي عملي دندان مانند پوشش‌دهي عاج، حدود پنج سال زمان لازم است، اما محققان از امكان ورود آن به بازار به عنوان يك ابزار آرايشي تا سه سال آينده خبر دادند. اين فناوري كه با همكاري محققان دانشگاه دندانپزشكي اوساكا توليد شده، در حال حاضر در ژاپن و كره جنوبي ثبت اختراع شده و مراحل ثبت آن در آمريكا، اروپا و چين در حال انجام است.

نتايج حاصل از اولين مطالعه امکان استفاده از اولين نسل سيستم پانکراس مصنوعي پيشرفته در هفتادودومين نشست ساليانه انجمن ديابت آمريکا در فيلادلفيا معرفي شد. نتايج حاصل از اين مطالعه نشان مي‌دهد که «سيستم به حداقل رساننده هيپوگليسمي- هيپرگليسمي» (HHM) مي‌تواند به طور اتوماتيک کم و زياد شدن قندخون را پيش‌بيني کند و به طور ايمني تحويل انسولين را افزايش يا کاهش دهد. سيستم HHM دربرگيرنده يک پمپ انسولين زيرپوستي است که به طور مداوم ميزان قند را پايش مي‌کند و يک نرم‌افزار مخصوص تا تغييرات قندخون را پيش‌بيني کند. اين مطالعه قسمتي از بررسي سيستم پانکراس مصنوعي در بيماران مبتلا به ديابت نوع يک است. موفقيت آزمون اين مطالعه در کارآزمايي‌هاي انساني نشان از يک موفقيت عظيم به سوي ارتقاي سيستم HHM است که به عنوان اولين نسل سيستم پانکراس مصنوعي معرفي مي‌شود. اين سيستم به عنوان بستري براي کارآزمايي‌هاي ديگر عمل مي‌کند تا يک قدم ديگر به سوي روياي ساخت پانکراس مصنوعي برداشته باشيم؛ رويايي که آرزوي ميليون‌ها بيمار مبتلا به ديابت نوع يک است. در ژوئن 2011، شرکت توليدکننده سيستم HHM از اداره کل غذا و داروي آمريکا تاييديه استفاده از آن را در کارآزمايي‌هاي باليني انسان دريافت کرده است.