الجلد الصناعي | أقرب ما نصل إليه من بشرة الإنسان الحقيقية

(Artificial Skin) الجلد الصناعي

قد يكون الجلد الصناعي هو الحل المستقبلي للأشخاص الذين لم يعودوا قادرين على الإحساس الشعور بسبب تلف الجلد أو الذين يعانون من سرطان الجلد. كذلك لمن لديهم جروح مزمنة وآثار وندب عنيدة لا تستجيب للعلاجات الموضعية. ولكن، هل يمكن للجلد الاصطناعي الاستجابة والحماية والانحناء والالتواء والتمدد والرجوع لطبيعته بالطريقة التي يقوم بها جلد الإنسان؟

اختبار الجلد الصناعي

لم تكن المحاولات الحديثة في تصنيع جلد يحل محل جلد الإنسان هي الأولى من نوعها. كانت بدائل الجلد موضوعًا للدراسة منذ القرن الخامس عشر قبل الميلاد. وجد الخبراء أول تقرير مكتوب عن مادة مأخوذة من جلود الحيوانات في وثيقة تسمى بردية ايبرس تم فيها وصف زراعة جلد من متبرع بشري آخر لأول مرة في عام 1503. واليوم، لا يزال الخبراء يستخدمون تقنيات مماثلة في المراكز الطبية حول العالم.

بردية إيبرس - الجلد الصناعي أقرب ما نصل إليه من بشرة الإنسان الحقيقية - ديرماليشيو

المصدر: المعرفة

لكن مفهوم الجلد الصناعي في المختبر جديد نسبيًا. نظر الخبراء في طرق مختلفة لإنشاء مواد تشبه الجلد بمواد طبيعية وصناعية. ابتكر الباحثون نوعًا جديدًا من الجلد من مادة خاصة تشبه الهلام، اختبروها على ذراع آلية (روبوت) مزودة بأجهزة استشعار متصلة بجلد الإنسان. سمحت لهم التكنولوجيا بالتحكم في الجلد الاصطناعي للروبوت بحركاته الخاصة، حيث كانوا قادرين على إعادة إشارات إلى جلدهم من الجلد الصناعي للروبوت.

جلد صناعي أكثر حساسية من جلد الإنسان | تركيبته ووظيفته

طور باحثون من جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة جلدًا اصطناعيًا يقال إنه أكثر حساسية من جلد الإنسان “أيونترونيك”. يدمج هذا الجلد الأيونات والأقطاب الكهربائية، لمحاولة تفعيل الإحساس لديه ويحدد الأشياء القريبة التي لم يلمسها بعد.

يتكون الجلد الصناعي من طبقتين خارجيتين من النسيج الموصّل المطلي بالنيكل ليكون بمثابة أقطاب كهربائية. تحيط الطبقات باسفنجة مسامية مبللة بسائل أيوني ، وهو ملح في حالة سائلة يعمل كقناة للكهرباء.

تعمل الطبقتين كمكثف (حيث تقوم بتخزين الطاقة الكهربائية في مجال كهربائي). يتراوح استشعاره بين 10 و 100 مرة، يعني أنه قادر أيضًا على اكتشاف تغيرات صغيرة جدًا في المجال الكهربائي حول الجلد، مما يسمح له بالاستشعار عندما تكون الأشياء قريبة. علاوة على ذلك ، يمكن أن تساعد هذه التغييرات الطفيفة في الاستشعار في تحديد نوع المادة التي يتكون منها كائن قريب.

قام الباحثون باختبار الجلد وأظهروا أنه كان قادرًا على تصنيف سلسلة من الأشياء التي تم إحضارها بالقرب منه على أنها إما بوليمر (مبلمر) أو معدن أو جلد، والتي تشير إلى تغييرات معينة في قياسات المكثف. وأضاف الباحث جوناثان أيتكين من جامعة شيفيلد بالمملكة المتحدة: “إنها عملية بسيطة نسبيا. عندما يقترب المكون من التلامس، فإنه يدخل حواف المجال الكهربائي لهيكل السعة”.

يؤكد ذلك الباحث ييفان وانج: “يجب أن تلمس جلد الإنسان شيئًا ما لتخبره بما هو موجود. يمكن لجلد الإنسان أن يخبرنا فقط عن نعومة أو صلابة الشيء. أردنا أن يكون لبشرتنا الاصطناعية وظائف أكثر.” حتى بدون لمس شيء ما، يمكن للجلد أن يشعر إذا كان قريبًا ويمكنه أيضًا تمييز بعض الأدلة حول نوع المادة التي يتكون منها. قائلًا: “يمكننا معرفة ما إذا كانت قطعة من المعدن أو البلاستيك … أو بعض المواد البيولوجية”.

الجلد البشري الصناعي يمهد الطريق لعلاج جديد لسرطان الجلد

في دراسة جديدة أجريت الدراسة على جلد الإنسان الاصطناعي، تمكن الباحثون من الحد من سرطان الجلد. كيف تم ذلك؟

تبحث دراسة حديثة في ما يحدث بالفعل عندما تتحول الخلية إلى خلية سرطانية وتمكنت من تصنيع جلد بشري يمنع النمو الغازي (عندما تظهر الخلايا السرطانية، تتجاوز الحدود بين طبقات الجلد ، وتبدأ في غزو بعضها البعض) في نموذج سرطان الجلد.

يوضح الأستاذ هانز واندال ، رئيس قسم الطب الخلوي والجزيئي في جامعة كوبنهاغن، تحول الخلية الطبيعية إلى سرطانية قائلًا: “لقد كنا ندرس أحد مسارات إشارات الخلايا، ما يسمى بمسار بيتا. يلعب هذا المسار دورًا مهمًا في اتصال الخلية بمحيطها، ويتحكم على سبيل المثال نمو الخلايا وانقسام الخلايا. في حالة تلف هذه الآلية، قد تتحول الخلية إلى خلية سرطانية وتغزو الأنسجة المحيطة.”

كان هانز واندال وزملاؤه يدرسون مسار بيتا ويطبقون طرقًا لمنع النمو الغازي وبالتالي الحد من النمو الغازي لسرطان الجلد.

يتكون الجلد الصناعي الذي استخدمه الباحثون في الدراسة الجديدة من خلايا جلد بشرية اصطناعية تم التلاعب بها جينيًا. يتم إنتاج خلايا الجلد على أنسجة تحت الجلد مصنوعة من الكولاجين مما يجعل الخلايا تنمو في طبقات تمامًا مثل جلد الإنسان الحقيقي.

الجلد الصناعي الحديث أكثر حساسية من جلد الإنسان الطبيعي - ديرماليشيو — (Health Sciences صورة توضيحية للجلد الصناعي (المصدر :

يسمح الجلد الاصطناعي للباحثين بإدخال تغييرات جينية اصطناعية بسرعة نسبيًا مما يوفر نظرة ثاقبة للأنظمة التي تدعم نمو الجلد وتجديده. وبهذه الطريقة يمكنهم متابعة تطور اضطرابات الجلد الأخرى، وليس فقط سرطان الجلد.

“باستخدام الجلد البشري الاصطناعي، نكون قد تجاوزنا العقبة التي يحتمل أن تكون إشكالية تتمثل في إمكانية نقل نتائج الاختبارات التي أجريت على نماذج الفئران إلى الأنسجة البشرية. في السابق، استخدمنا نماذج الفئران في معظم الدراسات من هذا النوع. بدلاً من ذلك ، يمكننا الآن أن نستنتج أن هذه المواد ربما ليست ضارة ويمكن أن تنجح في الممارسة العملية، لأن الجلد الاصطناعي يعني أننا أقرب إلى الواقع البشري “، هانز واندال.

استخدامات الجلد الصناعي

علاج الحروق: يشيع استخدام الجلد الصناعي لعلاج إصابات الحروق، خاصةً إذا لم يكن لدى المريض ما يكفي من الجلد السليم الذي يمكن زرعه في الجرح. في مثل هذه الحالات، لا يستطيع الجسم إنتاج خلايا الجلد بالسرعة الكافية لشفاء الجلد التالف، وقد تصبح إصابة المريض مميتة بسبب فقدان السوائل والعدوى بشكل كبير. وبالتالي يمكن استخدام الجلد الاصطناعي لإغلاق الجرح على الفور وتحسين البقاء على قيد الحياة.

علاج اضطرابات الجلد: تم استخدام بعض منتجات الجلد الصناعي لعلاج الجروح المزمنة على الجلد، مثل تقرحات الجلد، وهي جروح مفتوحة تلتئم ببطء شديد. يمكن أيضًا تطبيقها على الأكزيما والصدفية والتي غالبًا ما تغطي جزءًا كبيرًا من الجسم وقد تستفيد من الجلود الاصطناعية.

الأبحاث الطبية واختبار المنتجات: يمكن أيضًا استخدام الجلد الصناعي لنمذجة جلد الإنسان من أجل الأبحاث والدراسات. على سبيل المثال، يتم استخدام الجلد الصناعي كبديل للاختبار على الحيوانات، والذي يستخدم غالبًا لقياس مدى تأثير مستحضرات التجميل أو المنتجات الطبية على الجلد.

قد يحاكي الجلد الاصطناعي الجلد أيضًا في تطبيقات بحثية أخرى ، بما في ذلك كيفية تأثر الجلد بالتعرض للأشعة فوق البنفسجية وكيف يتم نقل المواد الكيميائية الموجودة في واقي الشمس والأدوية عبر الجلد.

الخاتمة

على الرغم من أن الجلد الصناعي قد أحدث تغيير رائع للكثير من الأشخاص، إلا أنه يتم العمل على تحسينها نظرًا لتكلفتها المرتفعة لأن عملية صنع مثل هذا الجلد معقدة وتستغرق وقتًا طويلاً. ومع استمرار الباحثين في تحسين هذه الجوانب وغيرها، فإن الجلود التي تم تطويرها ستستمر في المساعدة في تحسين حياة الكثير من الأشخاص حتى علاج سرطان الجلد.