اولین زبان مصنوعی جهان توسط پرینتر سه بعدی ساخته شد/ آیا بیماری “سرطان زبان” درمان پذیر می شود ؟

برای اولین بار در جهان محققین انگلیسی موفق به ساخت نوعی زبان مصنوعی به کمک چاپگر سه بعدی شده اند که خاصیت ارتجاعی، خیس شدن و بافت زبر منحصر به فرد زبان واقعی انسان را با ساختار سیلیکونی مصنوعی خود تقلید می کند.

به گزارش تجهیز نیوز و به نقل از خبرگزاری علم و فناوری – چاپ سه‌بعدی یک عرصه جدید علمی است که محققان اعتقاد دارند دارای پتانسیل قابل توجهی برای رشد و توسعه است، به همین دلیل طی سال های اخیر ، با کمک این فناوری جدید، علاوه بر ساخت انواع ربات ها و مصالح ساختمانی ، در تهیه اندام های مصنوعی همچون قلب، چشم، گوش، دست و … تحقیقات گسترده ای انجام شده است.

در این زمینه اما به تازگی محققان انگلیسی موفق به ساخت نوعی زبان مصنوعی با کمک چاپگر سه بعدی شده اند که دانشمندان و پزشکان را برای استفاده و پیوند این عضو برای انسان بسیار امیدوار کرده است.

زبان انسان چگونه عمل می کند ؟

زبان، از فیبرهای ماهیچه اسکلتی (یا مخطط) تشکیل شده است. ماهیچه اسکلتی، برخلاف ماهیچه قلب و ماهیچه های صاف اندام ها و دستگاه گوارش، می تواند به راحتی کنترل شود؛ یعنی کنترل آن ارادی است. همین امر، سبب شده است که حرکت زبان نیز ارادی باشد. برخی ماهیچه های مخطط، با داشتن زردپی به استخوان ها متصل شده و باعث کشیده شدن و حرکت استخوان می شوند. برخی دیگر از آن ها، کف حفره دهانی را ایجاد می کنند. غشای موکوزی یا مخاطی، ماهیچه اسکلتی را پوشانده و بدن را در برابر میکروب ها و پاتوژن ها (عوامل بیماری زا) حفاظت می کند.

زبان، به کمک گونه ها، غذا را برای جویدن، بین دندان های بالا و پایین نگه می دارد. همچنین، زبان یک اندام حسی می باشد که می تواند مزه ها را تشخیص داده و به فشار، گرما و درد واکنش نشان دهد. این رگان منعطف، سبب قدرت تکلم نیز می شود.

تقسیم بندی قسمت های مختلف زبان انسان

عضلات زبان در جهات مختلف قرار گرفته‌اند و توسط بافت همبندی از همدیگر جدا شده‌اند که حاوی رگهای خونی و لنفی و اعصاب می‌باشد. در بین عضلات زبان سه نوع غده سروزی ، موکوسی و مختلط دیده می‌شوند که ترشحات و غدد سروزی به شیار اطراف پرزها و ترشحات دو بعدی به عمق لوزه‌های زبانی تخلیه می‌شوند. عضلات زبان توسط مخاط (اپی کلیوم سنگفرشی مطبق بعلاوه آستری از بافت همبند) پوشیده شده است.  برخی از این برجستگی ها حاوی سنسور مزه می باشند.

هر بخشی از زبان حاوی سنسور های مزه، حساس به یک مزه ی خاص از ۴ مزه ی موجود، یعنی شیرینی، شوری، ترشی و تلخی است. سایر حس گر های موجود روی زبان، مغز را از دما و ساختار غذایی موجود در دهان آگاه می کند.

قسمت های مختلف زبان که وظیفه تشخیص طعم غذاها را دارند

همان گونه که در شکل بالا مشاهده می شود، ناحیه ی ۱ حساس به تلخی (مثل قهوه)، ناحیه ۲ حساس به ترشی (مثل سرکه)، ناحیه ۳ حساس به شوری و ناحیه ۴ حاس به شیرینی می باشد.

بیماری های مربوط به زبان

بیماری های معدودی وجود دارد که ممکن است با زبان همراه باشد ، غالباً بر توانایی بلعیدن یا صحبت کردن به طور عادی تأثیر می گذارد. برخی از بدو تولد وجود دارند و برخی دیگر ممکن است در اثر عفونت یا قرار گرفتن در معرض مواد محرک سرطان ایجاد شوند. این بیماری های مرتبط را که بر زبان تأثیر می گذارد را در ادامه با هم مرور می کنیم:

۱- بیماری آنژیوگلوزیا:

فرنولوم زبانی (از لغت لاتین به معنی “برید”) یک قطعه کوچک از غشای مخاطی است که وسط سطح زیرین زبان را به کف دهان وصل می کند. اگر خیلی کوتاه باشد ، اغلب از بدو تولد ، ممکن است زبان به طور غیر طبیعی در فک پایین جمع شود. این موقعیت پایین تر منجر به وضعیتی می شود که از لحاظ محاوره ای به عنوان “زبان گره خورده” شناخته می شود.

این بیماری ممکن است با مشکلات بلع در اوایل شیرخوارگی و اختلال در گفتار در سن مدرسه شناخته شود زیرا فرنولوم کوتاه ممکن است در حرکات و عملکرد زبان اختلال ایجاد کند. قطع دیواره فرنول یک عمل جراحی ساده است و این فرنولکتومی ممکن است برای نوزادان باشد که زبان را برای رشد طبیعی گفتار آزاد کنند.

۲- آسیب عصب هیپوگلوز

تروما به فک تحتانی (فک پایین) ممکن است باعث شکستگی عصب هیپوگلوزی شود و در نتیجه فلج و کوچک شدن احتمالی یک طرف زبان باشد. پس از آسیب ، زبان هنگام بیرون زدگی ، به سمت فلج منحرف می شود.

۳- سرطان زبان

سرطان ممکن است بر روی زبان تأثیر بگذارد. این به احتمال زیاد به دلیل عفونتهای ناشی از ویروس پاپیلومای انسانی (HPV) یا استفاده از دخانیات ، از جمله جویدن یا سیگار کشیدن است. قسمت پشت زبان دارای زهکشی لنفاوی است که ممکن است باعث شود سرطانهای تهاجمی به غدد لنفاوی عمیق بالای دهانه رحم متاستاز شوند. در صورت متاستاتیک ، ممکن است به درمان جراحی ، پرتودرمانی و حتی شیمی درمانی نیاز باشد.

اولین زبان مصنوعی جهان با کمک چاپگر سه بعدی ساخته شد

برای اولین بار در جهان محققین انگلیسی موفق به ساخت نوعی زبان مصنوعی به کمک چاپگر سه بعدی شده اند که  خاصیت ارتجاعی، خیس شدن و بافت زبر منحصر به فرد زبان واقعی انسان را با ساختار سیلیکونی مصنوعی خود تقلید می کند.

محققان برای تولید این زبان مصنوعی، اسکن های دیجیتالی از زبان واقعی انسان انجام دادند؛ از این زبان مصنوعی می توان برای آزمایش خصیصه های فرایند دهانی، برخی خوراکی ها استفاده کرد.  این زبان مصنوعی همچنین می تواند با تقلب در مواد غذایی و داروهای خوراکی تجویز شده مبارزه کند و به ابداع فناوری های جدید تغذیه ای منجر شود. 

دکتر «افرن آندابلو-رایز»  نویسنده این تحقیق در دانشگاه لیدز می گوید:

«بازآفرینی سطح متوسط زبان ‌انسان با چالش های منحصر به فرد معماری همراه است. ما قصد داشتیم خصوصیات مکانیکی زبان انسان را در سطحی تکرار کنیم که استفاده از آن در آزمایشگاه برای تکرار شرایط فرایند دهانی انسان آسان باشد.»

صدها ساختار جوانه مانند کوچک به نام papilla بافت زبری به زبان می دهد. این زبری که به زبان ما هنگام خشک شدن دهان احساس کاغذ سنباده ای می دهد ، با طبیعت نرم بافت زبان در تضاد است.  این تضادها در کنار هم، «فضای پیچیده ای» را برای محققان مواد در زمان تلاش برای  تکثیر زبان انسان در آزمایشگاه ایجاد میکنند. بنابراین محققان برای تولید این زبان مصنوعی توجه خود را به قسمت پشتی زبان متمرکز کردند جایی که برخی از این برآمدگی های کوچک حاوی گیرنده های چشایی هستند اما بسیاری از آنها چنین گیرنده هایی ندارند.

امید می رود که از این ماده زبانی در نهایت بتوان در غربالگری محصولات تازه طراحی شده و تسریع روند تولید مواد غذایی بدون نیاز به استفاده از آزمایش های پرهزینه و وقت گیر انسانی استفاده کرد. این امر خصوصاً در هنگام شیوع ویروس کرونا که فاصله اجتماعی موانعی را برای آزمایش های چشایی و آزمایشات مصرف کننده ایجاد می کند، حائز اهمیت است. همچنین دانشمندان امیدوارند با تکمیل تحقیقات خود در این زمینه بتوانند در آینده زبان مصنوعی با خصوصیات پیوند در بدن و دهان انسان طراحی نمایند .

شما می توانید نتیجه تحقیق بر روی پروژه را از اینجا مطالعه نمایید.

منبع: خبرگزاری علم و فناوری