Dodano: 22 czerwiec 2018r.

Proteza z nową e-skórą pozwoli odczuwać nawet ból

Badacze zainspirowani naszą naturalną skórą, stworzyli podobną do niej elektroniczną powłokę, która po nałożeniu na protezę pozwala odczuć całe spektrum istotnych informacji czuciowych, nawet ból.

 

Inżynierowie z Johns Hopkins University przy współpracy z kolegami z Singapore Institute of Neurotechnology stworzyli elektroniczną powłokę, która po nałożeniu na protezę pozwala odczuwać dotyk. O tego typu wynalazkach świat już słyszał, ale nowe rozwiązanie jest na tyle zaawansowane, że dzięki niemu można poczuć nawet ból.

- Po wielu latach poczułem moją dłoń, jakby pusta skorupa ponownie wypełniła się życiem – przyznał jeden z wolontariuszy, który testował nową e-skórę.

Powłoka wykonana jest przede wszystkim z gumy splecionej z czujnikami naśladującymi zakończenia nerwowe. Bodźce przekazywane są poprzez impulsy elektroniczne do nerwów obwodowych. E-skóra odtwarza zmysł dotyku, dostarczając użytkownikowi niezwykle istotnych informacji.

 

Różne rozwiązania opracowane przez inżynierów z całego świata sprawiły, że dzisiejsza protetyka daje nadzieję milionom osób po amputacji kończyn, na w miarę normalne funkcjonowanie. Dzięki drukarkom 3D można wydrukować idealnie pasującą protezę dłoni czy całej ręki. Można nimi sterować za pomocą myśli. I tutaj pojawia się elektroniczna powłoka, którą można pokryć dowolną protezę.

Dzięki niej użytkownik otrzyma istotne informacje zwrotne na temat tego, co dotyka. Będzie mógł poczuć, czy dotykany przedmiot jest ciepły, czy zimny, jego teksturę czy kształty. Poczuje nawet ból. Zdolność do odczuwania bólu może być przydatna zarówno w przypadku sztucznych dłoni i rąk, ale także w protezach kończyn dolnych, ostrzegając użytkownika o potencjalnym ryzyku uszkodzeniu protezy.

Badania opublikowane w czasopiśmie „Science Robotics” pokazują, że możliwe jest przywrócenie wielu naturalnych uczuć dotykowych osobom po amputacji, które używają protez.

Ludzka skóra zawiera złożoną sieć receptorów, które przekazują różne odczucia do mózgu. Badacze z Johns Hopkins University wzorowali się na naturalnym rozwiązaniu. Prawdziwa skóra dostarczyła badaczom gotowy szablon, który badacze umiejętnie zastosowali w swojej powłoce. Zespół stworzył elektroniczną skórę naśladując receptory dotyku i bólu ludzkiego układu nerwowego, pozwalając e-skórze na elektroniczne kodowanie wrażeń, tak jak receptory w skórze. Badacze podczas testów powłoki korzystali z encefalografu śledząc aktywność mózgu wolontariuszy. Dzięki wiedzieli, co badani czują. 

Naturalny charakter współczesnych projektów protetycznych ma kluczowe znaczenie, zwłaszcza jeśli chodzi o umiejętność odczuwania bólu. - Ból oczywiście jest nieprzyjemny, ale jest również niezbędnym, ochronnym zmysłem dotyku, którego brakuje w obecnie dostępnych protezach. Postępy w projektowaniu protez i mechanizmów kontrolnych mogą pomóc amputowanemu w odzyskaniu utraconej funkcji – wyjaśnił Luke Osborn, współautor publikacji.

- Dzięki naszej powłoce proteza po raz pierwszy będzie mogła dostarczyć wielu istotnych spostrzeżeń. Od delikatnego dotyku po bolesne odczucia, czyniąc protezę bardziej ludzką – powiedział profesor Nitish Thakor również zaangażowany w badania.

Nowa e-skóra może sprawić, że protetyka stanie się bardziej zbliżona do naturalnych rozwiązań. Ból z kolei pomoże chronić protezy przed uszkodzeniem.

 

Źródło i fot: Johns Hopkins University