ژلاتین جدیدی که می‌تواند مانند پوست انسان عمل کند

دانشمندان آزمایشگاه فدرال سوئیس در عرصه‌ی علم مواد و فناوری (EMPA) در حال توسعه‌ی یک مدل ژلاتینی هستند که می‌تواند با تقلید از روند جذب آب به وسیله‌ی پوست بدن انسان، ویژگی‌های آن را شبیه سازی کند. از این رو، پژوهشگران با کنترل میزان رطوبت ژلاتین، قصد دارند تا از آن در آزمایش‌های کلینیکی انسانی استفاده کرده و تعامل آن با منسوجاتی نظیر پانسمان جراحی را بررسی کنند.

پوست، اندام بسیار مفیدی است و نه تنها درون بدن را محافظت می‌کند بلکه ساختار پویای آن باعث می‌شود تا نسبت به شرایط محیطی تغییر کند. یک فاکتور کلیدی در پوست، رطوبت است. برای مثال زمانی که شما به مدت طولانی داخل وان حمام قرار گرفته‌اید، پوست شما چروک‌هایی تولید می‌کند. رطوبت، باعث می‌شود که پوست نرم‌تر شده و به دنیال آن اصطکاکش بیشتر شود. مقدار مناسبی از رطوبت کمک می‌کند که در این حالت بتوان ابزارها را در دست گرفت. به همین دلیل است که در هوای نسبتا گرم، پای برهنه، گیرایی بهتری نسبت به چکمه روی عرشه‌ی کشتی دارد.

با این حال، رطوبت بیش از حد در پوست می‌تواند اصطکاک بیش از حد تولید کرده و در نتیجه تاول، بثورات و حتی زخم ایجاد کنند. درست مانند حالتی که با چکمه و جوراب خیس به مدت طولانی راه می‌روید.

درک این که چگونه پوست در مواجهه با رطوبت تغییر می‌کند و چگونه با الیاف، تعامل برقرار می‌کند، اهمیت زیادی دارد. چرا که می‌تواند در طراحی چکمه‌های نظامی مناسب و ساخت پانسمان‌هایی که از زخم بیمار محافظت می‌کنند، موثر باشد.

بنا به گزارش EMPA، راهکار معمولی که برای بررسی نحوه‌ی تعامل پوست/بافت وجود دارد، درخواست از چند داوطلب و مالش نواری از الیاف روی پوست آن‌ها و اندازه گیری نتایج است. با این حال پژوهشگران می‌گویند که این روش وقت‌گیر و گران است؛ ضمن این که خطر آسیب رساندن به داوطلب را دارد. آنچه در این میان موضوع را پیچیده‌تر می‌کند نوع تعامل پوست، منسوجات و آب است. چرا که تعریق جزئی در هنگام پیاده روی با وضعیت بارش سنگین باران تفاوت دارد.

از این رو، به منظور تولید محصولی قابل کنترل‌تر که نیاز انسانی را برطرف کند، اگنیسکا دابروسکا، محقق EMPA مدلی را معرفی می‌کند که شبیه‌سازی دقیق پوست انسان است. در این مدل از ژلاتین به اضافه‌ی بستر پارچه‌‌ای استفاده شده است. این مدل ژلاتینی، همانند پوست طبیعی انسان رطوبت را جذب کرده و خواص آن مشابه پوست تغییر می‌کنند. از این رو تعامل واقعی‌تری با پارچه و دیگر مواد دارد.

در این مدل، الیاف پنبه در ژلاتین طبیعی قابل حل شدن در آب تعبیه شده است و با استفاده از مواد شیمیایی مخصوص، پلیمرهای پروتئین، مولکول‌ها را در کنار یکدیگر نگه داشته و مانع از انحلال آن‌ها در آب می‌شوند. نتیجه‌ی نهایی ماده‌‌ای است که آب را جذب کرده و رفتارهایی مشابه پوست از خود نشان می‌دهد.

دابروسکا در ابتدا ماده‌ی کراتین را به عنوان پایه‌ی این مدل پیشنهاد کرد؛ اما ژلاتین بسیار ارزان‌تر از کراتین است. به طوری که قیمت ژلاتین معادل چند فرانک سوییس و کراتین چند هزار فرانک است. بر پایه اعلام EMPA، مدل جدید هیچ جایگزینی در آزمایش‌های انسانی ندارد؛ اما به دانشمندان کمک می‌کند تا خیلی از مراحل اولیه‌ی کار را حذف کنند.

دابروسکا در ادامه افزود که  این مدل متکی بر منابع خارجی آب است با این حال تیم همراه او در تلاش هستند تا راه‌هایی برای تعرق این پوست مصنوعی پیدا کنند.