मानव मांसपेशियों के साथ बायोहाइब्रिड हाथ, देखें वीडियो

हाथ थ्री डी मुद्रित प्लास्टिक बेस से बना है, जिसमें मानव मांसपेशी ऊतक के टेंडन हैं जो उंगलियों को हिलाते हैं। अब तक, बायोहाइब्रिड डिवाइस आमतौर पर बहुत छोटे पैमाने (लगभग 1 सेंटीमीटर लंबे) पर या सरल या एकल-संयुक्त आंदोलनों तक सीमित रहे हैं। इसके विपरीत, बायोहाइब्रिड हाथ की लंबाई 18 सेमी है और इसमें कई जोड़ वाली उंगलियां हैं, जिन्हें इशारे करने के लिए अलग-अलग या वस्तुओं में हेरफेर करने के लिए संयोजन में हिलाया जा सकता है।

टोक्यो विश्वविद्यालय के प्रोफेसर शोजी टेकाउची ने बताया, हमारी मुख्य उपलब्धि मल्टीपल मसल टिश्यू एक्ट्यूएटर्स विकसित करना था। ये एक संस्कृति माध्यम में उगाए गए मांसपेशी ऊतक के पतले धागे हैं और फिर प्रत्येक टेंडन बनाने के लिए सुशी रोल की तरह एक बंडल में लपेटे जाते हैं। इसे बनाने से हम अपनी सबसे बड़ी चुनौती से पार पा सके, जो हाथ की बड़ी संरचना को चलाने के लिए मांसपेशियों में पर्याप्त संकुचनशील बल और लंबाई सुनिश्चित करना था।

मोटी मांसपेशी ऊतक जो बड़े अंगों को हिलाने के लिए आवश्यक है, प्रयोगशाला में विकसित करना मुश्किल है, क्योंकि यह नेक्रोसिस से ग्रस्त है। यह तब होता है जब अपर्याप्त पोषक तत्व मांसपेशियों के केंद्र तक पहुंचते हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऊतक का नुकसान होता है। हालांकि, एक बड़ी मांसपेशी के रूप में कार्य करने के लिए एक साथ बंडल किए गए कई पतले मांसपेशी ऊतकों का उपयोग करके, टीम पर्याप्त ताकत वाले टेंडन बनाने में सक्षम थी।

इन कृत्रिम मांसपेशियों को जलरोधी केबलों के माध्यम से वितरित विद्युत धाराओं का उपयोग करके उत्तेजित किया जाता है। हाथ की क्षमताओं का परीक्षण करने के लिए, टीम ने छोटी उंगली, अनामिका और अंगूठे को सिकोड़कर उंगलियों को कैंची की मुद्रा बनाने के लिए हेरफेर किया।

उन्होंने पिपेट की नोक को पकड़ने और हिलाने के लिए उंगलियों का भी उपयोग किया। इसने हाथ की कई तरह की क्रियाओं की नकल करने की क्षमता का प्रदर्शन किया, क्योंकि बहु-संयुक्त उंगलियों को अलग-अलग या एक ही समय में मोड़ा जा सकता है, जो एक प्रभावशाली उपलब्धि है।

हालांकि, असली मांसपेशी ऊतक का उपयोग करने के कुछ नुकसान भी हैं, जैसा कि जिम जाने वाले सभी लोग जानते होंगे।

हालांकि यह पूरी तरह से आश्चर्यजनक नहीं है, लेकिन यह दिलचस्प था कि ऊतकों की सिकुड़न शक्ति कम हो गई और 10 मिनट के विद्युत उत्तेजना के बाद थकान के लक्षण दिखाई दिए, फिर भी आराम के सिर्फ़ एक घंटे के भीतर ठीक हो गए।

इंजीनियर्ड मांसपेशी ऊतकों में जीवित ऊतकों के समान ऐसी रिकवरी प्रतिक्रिया देखना एक उल्लेखनीय और आकर्षक परिणाम था, टेकाउची ने कहा।

वर्तमान में हाथ को तरल में लटकाया जाना चाहिए ताकि मांसपेशियों को हाथ से जोड़ने वाले लंगर या संबंध बिना घर्षण के तैर सकें, जिससे उंगलियां आसानी से हिल सकें।

हालांकि, टीम का मानना ​​है कि आगे के विकास के साथ, एक स्वतंत्र रूप से चलने वाला हाथ बनाना संभव होगा। वर्तमान डिज़ाइन के साथ एक और चुनौती यह है कि उंगलियों को जानबूझकर उनकी सीधी शुरुआती स्थिति में वापस नहीं लाया जा सकता है, बल्कि उन्हें अपनी जगह पर तैरते हुए वापस लाया जा सकता है। इसका हमारा विकास इसे प्राप्त करने के लिए एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है, टेकुची ने कहा। जब बुनियादी बाधाओं को दूर कर दिया जाता है, तो इस तकनीक का उपयोग उन्नत प्रोस्थेटिक्स में किया जा सकता है।