< Stanford Onderzoekers onthullen kunstmatige huid die kan voelen en herstellen
Inhoudsopgave:
Het duurde een decennium, maar een team van Stanford heeft een kunstmatig, plastic materiaal ontwikkeld dat het vermogen van de huid om te buigen en te helen nabootst, en waarmee sensorische signalen zoals aanraking, temperatuur en pijn kunnen worden verzonden naar de hersenen.
Het kan een enorme stap voorwaarts zijn voor mensen met prothetische ledematen.
AdvertentieadvertentieZhenan Bao, Ph. D., een professor in de chemische technologie van Stanford, werkte met een team van 17 wetenschappers samen om de creatie te ontwikkelen, die vandaag in het tijdschrift Science werd onthuld.
dit is de eerste keer dat een flexibel, huidachtig materiaal druk heeft kunnen detecteren en ook een signaal kan uitzenden. Zhenan Bao, Stanford UniversityHet uiteindelijke doel van Bao is om een flexibel elektronisch weefsel te creëren dat is ingebed met sensoren die een prothetisch lichaamsdeel kunnen bedekken om een deel van de sensorische functies van de huid te reproduceren.
Het is gewoon weer een stap in de richting van haar doel om een aspect van aanraking te repliceren waarmee een persoon het drukverschil tussen een slappe handdruk en een stevige grip kan onderscheiden.
"Dit is de eerste keer dat een flexibel, huidachtig materiaal in staat is om druk te detecteren en ook een signaal naar een component van het zenuwstelsel door te geven," zei Bao.
Meer lezen: Kunstspieren gemaakt van uienhuid en goud »
AdvertisementAdvertisementHoe kunstmatige huid werkt
De uitvinding is een tweelaags systeem.
De bovenste laag verzamelt de sensorische input terwijl de bodem die signalen transporteert en vertaalt in stimuli die de signalen van zenuwcellen nabootsen.
Het team beschreef voor het eerst hoe het vijf jaar geleden zou kunnen werken, door te zeggen dat de kunststoffen en rubbers kunnen worden gebruikt als druksensoren door de natuurlijke veerkracht van hun moleculaire structuren te meten wanneer ze prikkels tegenkomen. Ze verfijnden dat idee door een wafelpatroon in het plastic te laten inspringen.
Miljarden koolstofnanobuizen werden ingebed in het gewafelde plastic. Wanneer druk wordt uitgeoefend, knijpen de nanobuisjes samen om elektriciteit te creëren.
De hoeveelheid toegepaste druk activeert een evenredige hoeveelheid elektrische pulsen die door het mechanisme worden verzonden. Dat wordt dan toegepast op de circuits om pulsen van elektriciteit naar zenuwcellen te voeren.
AdvertentieAdvertentieOm het echt huidachtig te maken omdat het kon buigen zonder te breken, werkte het team samen met onderzoekers van PARC, een Xerox-bedrijf met een veelbelovende technologie.
Nadat de materialen waren geselecteerd en geïmplementeerd, moest het team bepalen hoe het signaal herkenbaar moest worden gemaakt door een biologisch neuron. Ze bio-engineering van cellen om ze gevoelig te maken voor verschillende frequenties van licht. De lichtpulsen werden gebruikt om de processen in de cellen aan en uit te schakelen.
Hoewel optogenetica (zoals de technologie bekend is in onderzoeksgroepen) alleen in de experimentele fase wordt gebruikt, zullen waarschijnlijk andere methoden worden gebruikt in echte prothetische apparaten, zei Bao.
AdvertentieMeer lezen: High-tech prothetische armen Geef meerwaarde Amputees »
What's Next in Research
Het team hoopt verschillende sensoren te ontwikkelen die verschillende voelbare gevoelens nabootsen. De hoop is om protheses te helpen onderscheiden van zijde in vergelijking met pels, of een glas water in vergelijking met een kop koffie. Om dat niveau te bereiken, is echter een ander langdurig proces.
AdvertentieAdvertentie"We hebben veel werk om dit van experimentele naar praktische toepassingen te nemen," zei Bao. "Maar na jarenlang in dit werk te hebben doorgebracht, zie ik nu een duidelijk pad waarop we onze kunsthuid kunnen nemen. "
Werken aan een project dat zoveel mensen zou kunnen beïnvloeden, is geweldig omdat het mensen echt samenbrengt om aan een gemeenschappelijk doel te werken. Alex Chortos, Stanford UniversityBenjamin Tee, een recente gepromoveerde in elektrotechniek; Alex Chortos, een promovendus in materiaalkunde en -kunde; en Andre Berndt, een postdoctoraal wetenschapper in de bio-engineering, waren de hoofdauteurs van de Science-krant.
Ze zeiden dat het onderzoek loont.
Advertentie"Werken aan een project dat zoveel mensen zou kunnen beïnvloeden, is geweldig omdat het mensen echt samenbrengt om naar een gemeenschappelijk doel toe te werken," vertelde Chortos aan Healthline. "Dit was een belangrijke factor in het succes van het project, omdat er zoveel mensen betrokken waren bij verschillende laboratoria. "
Meer lezen: Patiënt test een experimentele kunstmatige pancreas"
