مهندسی پزشکی و کمک به حفظ تنوع زیستی و محیط زیست
عقاب كاس منقار طلايي نخستين پرندهاي نيست كه منقار پروتزي دريافت ميكند، ولي ممكن است به اندازه نامش (بيوتي) خوشاقبال باشد. اين عقاب 9 ساله كه بومي مناطق آمريكاي شمالي است 3 سال پيش در حالي در آلاسكا پيدا شد كه حسابي لاغر شده و قادر به خوردن نبود چون كه با شليك يك شكارچي، 90 درصد منقار فوقانياش از بين رفته و زبان و حفرههاي پيشاني (سينوس)اش بدون محافظ مانده بود. بيوتي توسط يك مربي پرندگان به كمك انبركي تغذيه ميشد تا اين كه با مشورت يك گروه مهندسي سينتيك پيشنهاد شد منقاري برايش بسازند. براي درست كردن پروتز بيوتي، قالبهايي از قسمتهاي باقيمانده نوكش با استفاده از مواد دندانپزشكي گرفته شد. از قالبها با اسكن رايانهاي يك مدل شبكهاي سهبعدي با دقت يكدههزارم تهيه شد و براي تعيين اندازه و وضعيت جايگذاري پرنده، اندازهگيريهايي از منقار واقعي عقاب به عمل آمد. با تهيه اين دادهها، مهندسان قادر به ايجاد مدلي رايانهاي از منقار شدند و سپس با استفاده از يك فرآيند مونتاژ استريو ليتوگرافي آن را چاپ كردند. در اين فرآيند از يك ليزر براي ذوب كردن و آميختن ريزدانههاي مواد پليمري نايلون پروتز منقار استفاده ميشود.
مهندسان گروه، اين منقار مصنوعي را به پايهاي از جنس تيتانيوم و طلا روي باقيمانده منقار بيوتي چسباندند. هرچند اين منقار تنها راهحلي موقتي است، ولي گروه در مراحل ساخت منقاري دائمي است كه احتمالا به يك كاشتن(ايمپلنت) نياز خواهد داشت. حالا بيوتي ميتواند غذا و آب بخورد و خودش را با منقار و زبانش تميز كند. هدف گروه، ساختن منقاري بسيار قوي و بسيار سبك و سفت و سخت مثل حيات وحش است كه از موادي با پايه پليمري مثل لاستيك ساخته شود و به پرنده اجازه دهد بدون وارد شدن فشار روي استخوانهايش، بتواند گوشت را بكند و كارهايش را انجام دهد.
دم مصنوعي براي دلفين پوزهدار
وينتر هنوز يك بچهدلفين بود كه امدادگران در حالي كه دمش درون تله صيد خرچنگ گرفتار شده بود، پيدايش كردند و چند روز بعد هم دمش كنده شد. اما برخلاف ساير دلفينها كه فقط بخشي از باله دمي را از دست دادهاند، وينتر حتي ساقه اصلي و پايك دم را كه حركت بالا و پايين دم را كنترل ميكند از دست داده بود. حيوان ميتوانست هنوز با استفاده از بالههايش شنا كند و بدنش را مثل يك كوسه به حالت موجدار به حركت درآورد ولي مربيان نگران اين بودند كه شنا كردن در اين حالت ميتواند در درازمدت موجب آسيب رسيدن به تيره پشتي دلفين شود. به همين دليل تيمي از متخصصان اعضاي مصنوعي، تصميم به ساخت دم جديدي براي اين دلفين دمبريده گرفتند.
ابتدا قالبي از قسمت جدا شده بدن دلفين گرفته شد و با استفاده از اسكن سهبعدي قالب، مدلي ديجيتال از اين قسمت تهيه شد. سپس بر مبناي اين مدل دم را تراشيدند. اين پروتز شامل غلاف پلاستيكي سيليكون نرمي است كه با قسمت كنده شده بدن دلفين كاملا جور ميشود. دمي پلاستيكي كه به وسيله مكش نگهداشته شده به آن متصل ميشود. وضعيت فعلي فاقد يك مفصل ساقهاي است اما گروه در حال تحقيق براي توسعه بخشيدن مفصلي است كه به اين دم پروتزي اجازه حركت كامل يك دم طبيعي دلفين را بدهد. مساله مهم ديگر در اين زمينه ميزان اعتماد طبيعي دلفين به دمش براي حركاتي نظير پرشهاي 5متري در هواست كه بايد مورد تحقيق بيشتر قرار گيرد، چون بزرگترين چالش پيش روي چنين اعضاي مصنوعياي، همين تمايل دلفينها براي جست و خيز بهشمار ميرود.
به گفته محققان گروه، هدف نهايي دمي دائمي نيست، چرا كه باعث عصباني شدن و رنجش پوست حساس وينتر ميشود. وينتر تعليم ديده تا همراه اين دم مصنوعي به شكل صحيح شنا كند و روزي پنج ساعت براي فيزيوتراپي دمش را ميپوشد. تاكنون 10 دم كامل برايش تدارك ديده شده و به گرفتن پروتزهاي جديد در طول حياتش ادامه خواهد داد. دانش فناوري اعضاي مصنوعي و وسايل مربوط هر سال بهتر خواهد شد.
باله شناي مصنوعي براي لاكپشت دريايي
وقتي آليسون، اين لاكپشت دريايي سبز 12 سانتي تنها با يك باله تقلا ميكرد تا خودش را از روي ساحل به طرف دريا بكشد هيچ كس تصور نميكرد زنده بماند؛ اما آليسون كه از گونههاي جانوري در معرض خطر است، تحت مراقبت و درمان قرار گرفت و با رژيمي تقويتي از ماهيان مركب و آنتيبيوتيكها تا اندازه طبيعي سنش رشد كرد. هنوز اين لاكپشت 5 كيلويي ميتواند تنها در دايرههايي در جهت عقربههاي ساعت شنا كند و با فشار دادن بدنش به كف مخزن، خودش را براي تنفس بالا ميكشد. يك استاد دندانپزشكي ترميمي از مركز علوم سلامت دانشگاه تگزاس، مشغول توسعه دادن نوعي باله شناي مصنوعي براي جانور است تا آليسون به عنوان نخستين لاكپشت داراي اندامي مصنوعي لقب گيرد. اين پروژه در مراحل اوليه توسعه خود است و اين محقق بنا دارد قالبهايي از يك باله شناي لاكپشت تهيه كند و سپس با استفاده از سيليكون كه در تهيه پروتزهاي انساني معمول است، براي اين لاكپشت باله شنايي مصنوعي بسازد و آن را به قسمت مورد نظر كه داراي ساقه استخواني است، متصل كند.
