Stanford forskare avslöjar artificiell hud som kan känna och läka
Innehållsförteckning:
Det tog ett decennium, men ett Stanford-team har utvecklat ett konstgjort plastmaterial som efterliknar hudens förmåga att böja och läka samt låta sensoriska signaler som beröring, temperatur och smärta sändas till hjärnan.
Det kan vara ett stort steg framåt för personer med proteser.
AnnonsAdvertisementZhenan Bao, Ph.D., professor i kemoteknik vid Stanford, arbetade med ett team av 17 forskare för att utveckla skapelsen, som avslöjades idag i tidskriften Science.
Det här är första gången ett flexibelt, hudliknande material har kunnat detektera tryck och även överföra en signal. Zhenan Bao, Stanford UniversityBao: s yttersta mål är att skapa ett flexibelt elektroniskt tyg som är inbäddat med sensorer som kan täcka en proteslim för att replikera några av hudens sensoriska funktioner.
Det är bara ett steg mot hennes mål att replikera en aspekt av beröring som gör det möjligt för en person att skilja på skillnaden mellan ett litet handslag och ett fast grepp.
"Det här är första gången ett flexibelt, hudliknande material har kunnat upptäcka tryck och även överföra en signal till en komponent i nervsystemet, säger Bao.
Läs mer: Konstgjorda muskler gjorda av lök hud och guld »
AnnonsAdvertisementHur Artificial Skin Works
Uppfinningen är ett tvådimensionellt system.
Dess översta lager samlar den sensoriska ingången medan botten transporterar dessa signaler och översätter dem till stimuli som efterliknar nervcellernas signaler.
Teamet beskrev först hur det kunde fungera för fem år sedan och sa att plast och gummi kan användas som tryckgivare genom att mäta de molekylära strukturernas naturliga fjädring när de stött på stimuli. De förfinade den tanken genom att indraga ett våffelmönster i plasten.
Miljarder av kolnanorör var inbäddade i den våfflade plasten. När tryck appliceras pressar nanorörerna samman för att skapa el.
Mängden tryck som appliceras aktiverar en proportionell mängd elektriska pulser som skickas genom mekanismen. Det appliceras sedan på kretsarna för att bära pulser av elektricitet till nervceller.
AnnonsAdvertisementFör att göra det riktigt hudliknande genom att det kunde böja utan att bryta arbetade teamet med forskare från PARC, ett Xerox-företag med en lovande teknik.
När materialen väljs och distribueras, måste laget bestämma hur man gör signalen igenkännbar av en biologisk neuron. De bioengineered celler för att göra dem känsliga för olika frekvenser av ljus. Lyspulserna användes för att växla processerna inuti cellerna på och av.
Även om optogenetik (som tekniken är känd i forskningscirklar) endast används i experimentfasen, kommer andra metoder sannolikt att användas i reella protetiska enheter, sade Bao.
AnnonseringLäs mer: Högteknologiska stötfångare ger amputerade fingerfärdigheter »
Vad är nästa i forskning
Teamet hoppas utveckla olika sensorer för att replikera olika taktila känslor. Förhoppningen är att hjälpa proteser att skilja silke jämfört med päls eller ett glas vatten jämfört med en kopp kaffe. Att komma till den nivån är emellertid en annan lång process.
AnnonsAdvertisement"Vi har mycket arbete för att ta detta från experiment till praktiska tillämpningar," menade Bao. "Men efter att ha gått många år i det här arbetet ser jag en klar väg där vi kan ta vår konstgjorda hud. "
Att arbeta på ett projekt som kan påverka så många människor är bra för att det verkligen kommer människor att arbeta mot ett gemensamt mål. Alex Chortos, Stanford UniversityBenjamin Tee, en nyligen doktorsexamen i elektroteknik; Alex Chortos, doktorand inom materialvetenskap och teknik; och Andre Berndt, en postdoktorsk forskare inom bioengineering var ledande författare på vetenskapspapiret.
De sa att forskningen varit givande.
Annonsering"Att arbeta på ett projekt som kan påverka så många människor är bra för att det verkligen kommer människor att arbeta mot ett gemensamt mål," sa Chortos Healthline. "Det här var en viktig faktor i projektets framgång, eftersom det var så många som var involverade från olika laboratorier. "
Läs mer: Patienttester ut en experimentell artificiell bukspottkörteln"
