ساخت یک ماهی رباتیک با استفاده از سلول‌های قلب انسان

بر اساس پژوهش منتشره در نشریه ساینس، محققان دانشگاه هاروارد با همکاری محققان دانشگاه اموری در آخرین تحقیق خود موفق به ساخت یک ماهی هیبریدی زیستی، مبتنی بر گورخرماهی شده‌اند که از پلاستیک، کاغذ، ژلاتین و دو نوار حاوی سلول‌های زنده قلب تشکیل شده است.

این محققان نخست در اولین فاز این پروژه در سال 2012 از سلول‌های ماهیچه‌ای قلب موش برای ساخت یک پمپ بیوهیبرید شبیه به یک عروس دریایی استفاده کرد و در سال 2016 یک لقمه ماهی مصنوعی از سلول‌های قلب موش ایجاد کردند.

محققان این بار نیز اولین ماهی بیوهیبریدی خودکار را از سلول‌های بنیادی مشتق شده از سلول‌های ماهیچه‌ای قلب انسان ساختند.

این ماهی مصنوعی که با بازسازی انقباض عضلات قلب در حال تپش، شنا می‌کند، محققان را یک گام به ساخت پمپ عضلانی مصنوعی پیچیده‌تر و همچنین ایجاد بستری برای مطالعه بیماری‌های قلبی مانند آریتمی نزدیک می‌کند.

این محققان با قراردادن یکی از نوارهای حاوی سلول ماهیچه قلب در سمت چپ بدن ماهی و  نوار دیگر در سمت راست ربات، حرکات انقباضی را به وجود آوردند. به شکلی که با انقباض یک سمت، سمت دیگر بدن ماهی کشیده می‌شود و این حرکات انقباضی به نوبت در دو طرف بدن ادامه می‌یابد، درنتیجه دم ماهی حرکت می‌کند که این حرکت شبیه شنا کردن است.

کیت پارکر استاد مهندسی زیستی و فیزیک کاربردی از دانشکده مهندسی دانشگاه هاروارد و سرپرست گروه تحقیق و توسعه با ارائه توضیحاتی درباره این پروژه اظهار می‌دارد: من به حوزه بیماری قلبی کودکان علاقمند هستم. من می‌خواهم برای یک بچه بیمار که با قلب ناقص متولد شده است، با بافت مهندسی شده یک قلب بسازم. اما نمی توانم بدون آزمایش قلب روی خودم، آن را در بدن یک کودک زنده قرار دهم.  هدف نهایی ما ساخت یک قلب مصنوعی برای جایگزینی قلب دچار ناهنجاری در کودکان است. بیشتر کارهای انجام شده در ساخت بافت قلب یا خود آن از جمله‌ مواردی که تا کنون انجام داده‌ایم بر شبیه‌سازی ویژگی‌های آناتومی یا شبیه‌سازی ضربان ساده قلب در بافت‌های مهندسی شده تمرکز دارد. اما در اینجا ما از بیوفیزیک قلب الهام می‌گیریم که کار سخت‌تری است. اکنون به جای استفاده از تصویربرداری قلب به عنوان طرح اولیه، ما در حال شناسایی اصول کلیدی بیوفیزیکی هستیم که باعث می‌شود قلب کار کند و از آن‌ها به عنوان معیاری برای طراحی و شبیه‌سازی یک ماهی شناور زنده استفاده می‌کنیم.