รู้เรื่องสัตว์ ๆ ตอนที่ 34 | Biomimicry สิ่งประดิษฐ์ที่ปิ๊งไอเดียจากสัตว์#3
วงการการแพทย์ได้รับการพัฒนาอย่างไม่หยุดยั้งเนื่องจากมนุษย์ให้ความสำคัญกับการมีสุขภาพที่ดี และสิ่งประดิษฐ์หรือการคิดค้นในวงการแพทย์ก็ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากสัตว์ก็มีอยู่ไม่น้อย
🦟ยุง : เข็มฉีดยา💉
จากข้อสังเกตที่ว่า “ทำไมเวลาเราโดนยุงกัดถึงไม่เจ็บ” ได้นำไปสู่การผลิตเข็มฉีดยา โดยนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจากมหาวิทยาลัยคันไซ ประเทศญี่ปุ่น ได้คิดค้นเข็มฉีดยาโดยเลียนแบบปากที่คล้ายกับเข็ม (ที่จริงคืองวงหรือ proboscis) ของยุง
รวมถึงเลียนแบบแรงสั่นเบาๆ ประมาณ 15 เฮิร์ตซ์ เช่นเดียวกับตอนที่ยุงปัก proboscis เข้าไปในผิวของคน ซึ่งผลการทดสอบพบว่าแรงสั่นดังกล่าวช่วยลดความเจ็บปวดได้จริง
http://japan-culture.biz/painless-injections-718.html
🦒ยีราฟ : การรักษาระดับแรงดันเลือด🫀
ความคอยาวของยีราฟคงทำให้อดสงสัยไม่ได้ว่า “แรงดันเลือดมากแค่ไหนถึงจะเพียงพอในการสูบฉีดเลือดจากหัวใจ🫀ไปยังสมอง🧠ของยีราฟที่อยู่ห่างไป 6 ฟุตได้”🤔
นักวิทยาศาสตร์ได้นำไอเดียนี้ไปประยุกต์ใช้ในการรักษาและบำบัดแผลเรื้อรังจากหลอดเลือดดำที่ขาเสื่อม (venous leg ulcer)
โดยใช้การเพิ่มแรงบีบจากภายนอกที่เท้าและน่องเพื่อไล่เลือด (Compression Therapy)
สิ่งที่เรียนรู้จากยีราฟก็คือแม้ยีราฟจะมีหัวใจและเท้าที่ใหญ่เป็นสองเท่าของมนุษย์ แต่ยีราฟมีกล้ามเนื้อน่องที่เล็กกว่า ไม่มีนิ้วเท้าและมีการเคลื่อนไหวของเอ็นข้อเท้าน้อยมาก
แต่ยีราฟมีผิวหนังที่หนาเป็นพิเศษ เป็นเนื้อเยื่อและไม่ยืดหยุ่น ซึ่งจะสร้างปลอกหุ้มที่แข็งแรงเพื่อช่วยให้เลือดดำไหลกลับอย่างเหมาะสม
นักวิทยาศาสตร์ได้นำแรงบันดาลใจนี้ไปสร้างระบบบีบอัดเพื่อช่วยบรรเทาความเจ็บปวดให้กับผู้ป่วยโรคนี้
สมองของยีรสฟอยู่ห่างจากหัวใจถึง 6 ฟุต ที่มา: https://berto-meister.blogspot.com/2011/08/unintelligent-design-giraffes-laryngeal.html
🐟ปลาค็อดอาร์คติก : การรักษาเลือด Blood Banks🩸
นักวิทยาศาสตร์พบว่าปลาค็อดอาร์คติก (Arctic Cod) ได้รวิวัฒนาการเพื่อป้องกันไม่ให้กลายเป็นน้ำแข็งแม้จะอยู่ในอาร์คติกก็ตาม
โดยการพัฒนากลไกโปรตีนป้องกันการแข็งตัวได้อย่างแท้จริงหรือทีเรียกว่า ไกลโคโปรตีน (glycoprotein) ซึ่งเป็นโปรตีนที่ที่ต้านการแข็งตัวและไหลเวียนอยู่ในเลือดเพื่อให้เลือดยังคงสภาพของเหลวต่อไป
สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Warwick สร้างโพลีเมอร์ชนิดใหม่เพื่อช่วยคงสภาพเลือดที่เรียกว่า โพลิไวนิลแอลกอฮอล์ (Polyvinyl alcohol) เพื่อทำหน้าที่เป็นสารป้องกันการแข็งตัวและป้องกันการเป็นน้ำแข็งที่อาจฆ่าเซลล์ในเลือดได้
การค้นพบดังกล่าวมีประโยชน์อย่างมากในการเก็บรักษาเลือดในธนาคารเลือดเอาไว้
https://www.futurity.org/arctic-cods-antifreeze-hints-new-way-store-blood/
🦗ปีกจั๊กจั่น : การต้านจุลชีพ🦠
จักจั่นเป็นแมลงที่มาพร้อมเสียงร้องอัยเป็นเอกลักษณ์ของฤดูร้อน
แม้จะดูเหมือนเป็นแมลงที่ไม่ได้โดดเด่นอะไร แต่ความจริงจักจั่นมีประโยชน์ต่อการต้านจุลชีพ (antimicrobial)
นักวิจัยได้ค้นพบว่าปีกของ Clanger cicada ซึ่งเป็นจักจั่นที่พบในออสเตรเลีย สามารถทำลายแบคทีเรียที่มาสัมผัส ได้ ซึ่งนับเป็นตัวอย่างแรกของวัสดุชีวภาพตามธรรมชาติที่สามารถต้านจุลชีพได้
โดยโครงสร้างปีกของจั๊กจั่นสามารถทำลายแบคทีเรียได้โดยการแยกแบคทีเรียออกจากกัน
ปีกของจั๊กจั่นจะมีเสาขนาดนาโนที่ดักจับและฆ่าเชื้อแบคทีเรียอย่างช้า ๆ โดยการดึงเซลล์ออกจากกัน
ซึ่งนักวิจัยก็หวังว่าจะเลียนแบบสิ่งเหล่านี้ต่อยอดในการกำจัดจุลชรพอนาคต
https://asknature.org/strategy/how-cicada-wings-kill-bacteria/
🐘งวงช้าง : Bionic Arms แขนหุ่นยนต์🤖
การเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์มักถูกจำกัดด้วยความสามารถในการคำนวณของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่อาจจะไม่ครอบคลุมการเคลื่อนไหวในทุกทิศทาง
แต่เมื่อเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ก้าวหน้าทำให้สามารถคำนวณสิ่งที่ซับซ้อนมากขึ้นได้จึงสามารถควบคุมการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนได้
ซึ่งบริษัท Fesco ของประเทศเยอรมนี ได้ออกแบบแขนหุ่นยนต์ที่เคลื่อนไหวได้อย่างพลิ้วไห้ในทุกทิศทาง สามารถจับสิ่งของที่มีรูปร่างต่างๆ ได้หลากหลายโดยใช้งวงช้างเป็นต้นแบบ
Image credit: Festo.
🐚หอยแมลงภู่ : กาวที่ใช้ติดแผลผ่าตัด
นักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัย Purdue ได้พัฒนากาวที่ใช้ในกาวติดแผลผ่าตัดชนิดใหม่ที่ผลิตขึ้นจากโปรตีนของหอยแมลงภู่และสัตว์ชนิดอื่น ๆ ซึ่งสามารถใช้ติดกับวัตถุทั้งที่เปียกอยู่
จากการทดสอบแสดงให้เห็นว่าสามารถติดแผลผ่าตัดได้ดีกว่าผลิตภัณฑ์เย็บแผลที่มีขายอยู่ในท้องตลาด
ซึ่งจะเป็นแนวทางที่จะช่วยลดความเจ็บปวดจากวิธีการผสานแผลแบบเดิมๆ ที่ใช้เข็มหรือลวดเย็บแผลผ่าตัดซึ่งเป็นวิธีการที่สร้างความเจ็บปวดมากและดูเหมือนจะไม่เหมาะกับการแผลผ่าตัดในบางกรณีอีกด้วย
การที่จะพัฒนากาวผ่าตัดชนิดนี้ให้สามารถทำงานได้ดีในกรณีที่แผลเปียกและไม่มีพิษต่อร่างกายรวมถึงการเข้ากันร่างกายมนุษย์
ทีมนักวิจัยเองได้เล็งเห็นถึงคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตที่สามารถผลิตโปรตีนที่มีคุณสมบัติดังกล่าว
นักวิจัยกำลังทำการค้นหาในอย่างจากลำดับของ 3,4 - dihydroxyphenylalanine (aka DOPA) ซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่เป็นส่วนประกอบของโปรตีนที่ได้จากหอยแมลงภู่และสัตว์ชนิดอื่น ๆ ที่ใช้คุณสมบัติของโปรตีนชนิดนี้ติดตัวเองกับหินที่เปียก
วัสดุกาวใหม่นี้มีชื่อว่า ELY16 มีโปรตีนที่มีชื่อว่าอีลาสตินซึ่งเป็นส่วนประกอบที่ทำให้เกิดความยืดหยุ่นบวกกับมีกรดอะมิโนไทโรซีน เมื่อเอนไซม์ไทโรซิเนสถูกเพิ่มเข้าสู่ ELY16 เอมไซม์ไทโรซิเนสจะเปลี่ยนไทโรซีนให้กลายเป็นไดไฮโดฟีนิลอะลานีน (DOPA) ที่มีคุณสมบัติทำให้วัสดุสองชิ้นยึดติดกันได้ทั้งในกรณีที่เปียกหรืออยู่ใต้น้ำ
สิ่งประดิษฐ์ที่ปิ๊งไอเดียจากสัตว์ในวงการแพทย์ยังมีอีกมากเลยค่ะ อย่างเข็มและกาวก็ไม่ได้มีแค่ที่ผลิตเลียนแบบยุงและหอยแมลงภู่เท่านั้น ซึ่งเอาไว้จะนำมาเล่าให้ฟังในตอนต่อๆ ไปนะคะ 😊
อ้างอิง
- ●ปิยวรรณ ปนิทานเต. นวัตกรรมสุดเจ๋งที่ได้รับแรงบันดาลใจจากสัตว์. จาก https://www2.mtec.or.th/th/e-magazine/admin/upload/304_43.pdf สืบค้นเมื่อ 3 เม.ย. 2565
- ●
- ●
- ●
- ●
- ●
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
