Stanford Badacze odkrywają sztuczną skórę, która może czuć i leczyć

Minęło dziesięć lat, ale zespół ze Stanford opracował sztuczny, plastikowy materiał, który naśladuje zdolność skóry do zginania i leczyć, a także umożliwia wysyłanie sygnałów zmysłowych, takich jak dotyk, temperatura i ból do mózgu.

Może to być ogromny krok naprzód dla osób z protezami kończyn.

OgłoszenieReklatyw

Dr Zhenan Bao, profesor inżynierii chemicznej w Stanford, pracował z zespołem 17 naukowców, aby rozwinąć dzieło, które zostało ujawnione dzisiaj w czasopiśmie Science.

po raz pierwszy elastyczny, podobny do skóry materiał był w stanie wykryć ciśnienie, a także przekazać sygnał. Zhenan Bao, Uniwersytet Stanforda

Ostatecznym celem Bao jest stworzenie elastycznej tkaniny elektronicznej osadzonej z czujnikami, które mogą pokryć protezę kończyny w celu odtworzenia niektórych funkcji sensorycznych skóry.

To tylko kolejny krok w kierunku jej celu, jakim jest odtworzenie aspektu dotyku, który umożliwia osobie odróżnienie różnicy ciśnień pomiędzy uściskami dłoni a mocnym chwytem.

reklama

"Po raz pierwszy elastyczny, podobny do skóry materiał był w stanie wykryć ciśnienie, a także przekazać sygnał do składnika układu nerwowego", powiedział Bao.

Czytaj więcej: Sztuczne mięśnie ze skóry cebulowej i złota »

ReklamaReklama

Jak działa sztuczna skóra

Wynalazek jest układem dwuwarstwowym.

Jego górna warstwa zbiera sygnały sensoryczne, podczas gdy spód transportuje te sygnały i przekłada je na bodźce imitujące sygnały komórek nerwowych.

Zespół pierwszy opisał, jak to może działać pięć lat temu, mówiąc, że tworzywa sztuczne i gumy mogą być używane jako czujniki ciśnienia, mierząc naturalną sprężystość ich struktur molekularnych, ponieważ napotkały bodźce. Udoskonalili ten pomysł wciskając wzór gofra do plastiku.

Miliardy nanorurek węglowych zostały osadzone w waflowanym plastiku. Po zastosowaniu ciśnienia nanorurki przeciskają się, tworząc elektryczność.

Przyłożona wartość ciśnienia aktywuje proporcjonalną ilość impulsów elektrycznych przesyłanych przez mechanizm. To jest następnie stosowane do obwodów do przenoszenia impulsów energii elektrycznej do komórek nerwowych.

ReklamaReklama Aby sprawić, że będzie to prawdziwa skóra, która może się wygiąć bez zerwania, zespół pracował z naukowcami z PARC, firmy Xerox z obiecującą technologią.

Po wybraniu i rozmieszczeniu materiałów zespół musiał ustalić, jak uczynić sygnał rozpoznawalnym przez neuron biologiczny. Bioinżynierii komórek, aby były wrażliwe na różne częstotliwości światła. Impulsy świetlne zostały wykorzystane do włączania i wyłączania procesów wewnątrz komórek.

Podczas gdy optogenetyka (jako technologia znana w kręgach badawczych) jest wykorzystywana tylko w fazie eksperymentalnej, inne metody prawdopodobnie będą stosowane w prawdziwych urządzeniach protetycznych, powiedział Bao.

Reklama Dowiedz się więcej: Zaawansowana proteza protetyczna Zmywalność amputacji »

Co dalej w badaniach

Zespół ma nadzieję opracować różne czujniki do replikowania różnych wrażeń dotykowych. Mamy nadzieję, że pomoże to protetyce odróżnić jedwab w porównaniu do futra lub szklankę wody w porównaniu do filiżanki kawy. Dotarcie do tego poziomu jest jednak kolejnym długotrwałym procesem.

ReklamaReklama "Mamy wiele pracy, aby wziąć to z eksperymentalnych do praktycznych zastosowań", powiedział Bao. "Ale po spędzeniu wielu lat w tej pracy, widzę teraz wyraźną ścieżkę, w której możemy zabrać naszą sztuczną skórę. "

Praca nad projektem, który może wpłynąć na tak wiele osób, jest świetny, ponieważ naprawdę łączy ludzi w celu osiągnięcia wspólnego celu. Alex Chortos, Stanford University

Benjamin Tee, ostatni doktorant w dziedzinie elektrotechniki; Alex Chortos, doktorant w dziedzinie inżynierii materiałowej i inżynierii materiałowej; a Andre Berndt, doktor habilitowany w dziedzinie bioinżynierii, był głównym autorem artykułów Science.

Powiedzieli, że badania są satysfakcjonujące.

Ogłoszenie

"Praca nad projektem, który mógłby wpłynąć na tak wiele osób, jest świetny, ponieważ naprawdę łączy ludzi w celu osiągnięcia wspólnego celu" - powiedział Chortos Healthline. "To był główny czynnik sukcesu projektu, ponieważ było tak wiele osób zaangażowanych w różne laboratoria. "

Przeczytaj więcej: Testy pacjenta na eksperymentalnej sztucznej trzustce»