ابتكار جديد.. أطراف اصطناعية من ألياف الكربون

الأطراف الاصطناعية هي أجهزة تعويضية تُستخدم لاستبدال الأطراف المفقودة أو غير الوظيفية، بهدف تحسين جودة حياة المستخدمين وتمكينهم من أداء المهام اليومية بكفاءة أكبر. تتنوع هذه الأطراف بين البدائية والمتطورة، حيث تشمل أنواعًا ميكانيكية وإلكترونية تعتمد على تقنيات الذكاء الاصطناعي والاستجابة العصبية. في هذا المجال، نجح خبراء من شركة “الاتحاد الطبي البيولوجي” الروسية في تطوير أطراف اصطناعية خفيفة الوزن وعالية المتانة، مصنوعة من مادة مركبة تجمع بين البوليمر وألياف الكربون.

أوضح مدير الشركة، ميخائيل لوسيف، أن الفريق طور ساقاً اصطناعية مصنوعة من ألياف الكربون، وهي مادة بلاستيكية مقواة بالألياف، تتوفر بتصاميم وهياكل متنوعة وفقاً للمهام المطلوبة. كما يسمح الدمج بين طبقات مركبة متعددة بتعديل درجة الصلابة والمرونة لتتناسب مع الاحتياجات المختلفة.

أشار لوسيف إلى أن النموذج خضع لاختبارات عملية على أشخاص حقيقيين، حيث جُرِّبت عشرات المواد وأُجريت مئات الاختبارات قبل تطوير نموذج رقمي وصنع الطرف الاصطناعي نفسه. وأضاف: “هذا المنتج يشكل بديلاً منافساً للمنتجات المستوردة، وقد أثبت جودته وفعاليته من خلال الاختبارات”.

يُذكر أن المشروع حظي بدعم وزارة العلوم وسياسة الابتكار في مقاطعة نوفوسيبيرسك، فيما تخطط الشركة مستقبلاً لإطلاق نماذج أكثر تطوراً من الأطراف الاصطناعية.

أنواع الأطراف الاصطناعية

الأطراف الاصطناعية السفلية: تشمل القدم الاصطناعية والساق، وتُصمم بمواد خفيفة مثل ألياف الكربون والتيتانيوم لتوفير المرونة والقوة.

الأطراف الاصطناعية العلوية: تضم اليد والذراع، وتتنوع بين الأطراف الثابتة والروبوتية التي تستجيب للإشارات العصبية.

الأطراف الذكية (Bionic limbs): تعمل بتقنيات متطورة مثل التحكم العصبي أو العضلي، مما يسمح بحركات طبيعية ودقيقة.

الأطراف التجميلية: تُستخدم لأغراض جمالية دون وظيفة حركية رئيسية.

التطورات الحديثة في الأطراف الاصطناعية

استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لتوفير تصاميم مخصصة بتكلفة أقل.

تقنيات الذكاء الاصطناعي والاستجابة العصبية التي تمكّن الأطراف من محاكاة الحركات الطبيعية.

تحسين المواد المستخدمة مثل البوليمرات المتقدمة وألياف الكربون لتعزيز المتانة وخفة الوزن.

لا تزال هناك تحديات تتعلق بالتكلفة، ودقة التحكم العصبي، ومدى تقبل الجسم للأطراف الاصطناعية. إلا أن التطورات المستمرة في الهندسة الطبية الحيوية قد تساهم في تطوير أطراف أكثر ذكاءً وراحة للمستخدمين، مما يجعلها أقرب إلى الوظائف الطبيعية للأطراف البشرية.