بقلم بيساخ بنسون • 11 يناير 2026
القدس، 11 يناير 2026 (TPS-IL) — اكتشف علماء سمة مفاجئة في أسنان سمك أبو سيف الأطلسي قد تلهم أطرافًا صناعية أقوى للعظام ودرعًا واقيًا للجسم، وحتى مركبات أكثر مرونة، حسبما أعلن علماء إسرائيليون.
في قلب هذه الأسنان نسيج يسمى العظم السني (osteodentin)، والذي يتقلص في جميع الاتجاهات عند الضغط عليه – وهو سلوك نادرًا ما يُرى في المواد الطبيعية الغنية بالمعادن. تسمح هذه الخاصية غير العادية للأسنان بامتصاص قوى السحق، مما يوفر مخططًا لإنشاء مواد قوية ومقاومة للتلف.
عادةً، عندما يتم ضغط المواد على طولها، فإنها تتمدد جانبيًا. لكن العظم السني يفعل العكس، وهي خاصية نادرة تُعرف بالانكماشية (auxeticity)، حيث يتقلص المادة في جميع الاتجاهات تحت الضغط بدلاً من الانتفاخ للخارج. في الاختبارات، عندما طبق الباحثون قوة على محور السن، محاكين عضّة سمك أبو سيف القوية، انكمش النسيج جانبيًا وطوليًا. عبر جميع الأسنان الثمانية التي تمت دراستها، وقعت القياسات في نطاق نادرًا ما يُرى حتى في المواد المصنعة.
قال البروفيسور رون شاحار من كلية كوريت للطب البيطري في الجامعة العبرية، الذي قاد البحث: “كان هذا مذهلاً”. “يتصرف العظم السني بطريقة لا يفعلها أي نسيج معدني طبيعي آخر تقريبًا. يسمح تركيبه للسن بامتصاص الأحمال الثقيلة بأمان وكفاءة. لقد بنت الطبيعة تصميمًا يحمي السمكة من القوى القصوى لنظامها الغذائي، وهذا يمكن أن يلهم مواد اصطناعية جديدة ذات متانة مماثلة.”
سمك أبو سيف الأطلسي (Anarhichas lupus) هو مفترس بحري بجسم يشبه ثعبان البحر يوجد في شمال المحيط الأطلسي. أبرز ما يميزه هو فكيه القويين وأسنانه الكبيرة والحادة، خاصة الأنياب والأسنان الطاحنة في الجزء الخلفي من الفم، والتي تسمح لسمك أبو سيف بسحق الأصداف التي لا تستطيع العديد من الأسماك الأخرى سحقها. نسيج العظم السني يجعل الأسنان أقل عرضة للكسر.
استخدم الفريق تقنيات متقدمة للمسح بالأشعة السينية ورسم الخرائط ثلاثية الأبعاد لرؤية بالضبط كيف تتشوه الأسنان تحت الضغط. ووجدوا أن العظم السني ينكمش بالتساوي في جميع الاتجاهات أثناء الضغط، وهو استجابة غير عادية للغاية في المواد الطبيعية.
يكمن السر في البنية الدقيقة للنسيج. يحتوي العظم السني على شبكة كثيفة من القنوات العمودية، بعرض 10-20 ميكرون، تمتد من قاعدة السن إلى طرفه وتتقوس للخارج بالقرب من السطح. يتسبب هذا الترتيب في انثناء الأعمدة المعدنية بين القنوات إلى الداخل عند الضغط عليها، مما يزيد من متانة السن ويقلل من فرصة التشقق، حسبما قال العلماء.
أظهرت الاختبارات أيضًا أنه بينما المعدن في العظم السني صلب مثل العظام تقريبًا، فإن هذه البنية الفريدة هي التي تجعل الأسنان قوية جدًا. قال شاحار: “شوهد سلوك مماثل فقط في عدد قليل من اللافقاريات، مثل أسنان أبو صدفة والصدف اللؤلؤي”.
يعتقد الباحثون أن هذه السمة قد توجد في أسماك أخرى أيضًا، مما يشير إلى دور أوسع للعظم السني في الطبيعة. بالإضافة إلى فهم كيفية بقاء الأسنان تحت الضغط الشديد، يوفر الاكتشاف نموذجًا لتصميم مواد اصطناعية قوية ومتينة وتمتص الطاقة – وهي صفات قيمة في الطب والفضاء والهندسة.
يمكن استخدام المواد المستوحاة من العظم السني في زراعة العظام، والأطراف الصناعية للأسنان، واستبدال المفاصل، مما يجعلها أكثر متانة ومقاومة للتشقق وقادرة على امتصاص الإجهاد. يثير الاكتشاف إمكانية هندسة الخوذات، والدروع الواقية للجسم، والمعدات الرياضية، وحتى الأحذية أو أغطية الهواتف بمواد خفيفة الوزن تمتص الصدمات بشكل أكثر فعالية.
يمكن أن تفيد مبادئ التصميم أيضًا تطبيقات الهندسة والفضاء والسيارات. يمكن للمركبات والطائرات والمباني أن تدمج مواد مستوحاة من الانكماشية لتحمل الإجهاد المتكرر أو الاصطدامات أو الاهتزازات مع الحفاظ على قوتها وخفة وزنها.
قال شاحار: “دراسة العظم السني تمنحنا نظرة ثاقبة لكيفية إنشاء الطبيعة لمواد قوية ومرنة في آن واحد”. “إنه مثال رائع للهندسة الطبيعية التي يمكن أن تساعد في توجيه التقنيات الجديدة.”
نُشرت الدراسة في مجلة Acta Biomaterialia التي تخضع لمراجعة الأقران.
المواضيع ذات الصلة
