Stanford I ricercatori svelano la pelle artificiale che può sentire e curare
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Ci è voluto un decennio, ma un team di Stanford ha sviluppato un materiale plastico artificiale che imita la capacità della pelle di flettere e guarire oltre a consentire l'invio di segnali sensoriali come il tatto, la temperatura e il dolore al cervello.
Potrebbe essere un enorme balzo in avanti per le persone con arti protesici.
Pubblicità PubblicitàZhenan Bao, Ph. D., professore di ingegneria chimica presso Stanford, ha lavorato con un team di 17 scienziati per sviluppare la creazione, che è stata rivelata oggi sulla rivista Science.
questa è la prima volta che un materiale flessibile simile alla pelle è stato in grado di rilevare la pressione e anche di trasmettere un segnale. Zhenan Bao, Stanford UniversityL'obiettivo finale di Bao è creare un tessuto elettronico flessibile incorporato con sensori in grado di coprire un arto protesico per replicare alcune delle funzioni sensoriali della pelle.
È solo un altro passo verso il suo obiettivo di replicare un aspetto del tatto che consente a una persona di distinguere la differenza di pressione tra una stretta di mano limp e una stretta salda.
"Questa è la prima volta che un materiale flessibile simile alla pelle è stato in grado di rilevare la pressione e anche di trasmettere un segnale a un componente del sistema nervoso", ha affermato Bao.
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Pubblicità PubblicitàCome funziona la pelle artificiale
L'invenzione è un sistema a due strati.
Il suo strato superiore raccoglie l'input sensoriale mentre il fondo trasporta quei segnali e li traduce in stimoli che imitano i segnali delle cellule nervose.
Il team ha descritto per primo come potrebbe funzionare cinque anni fa, dicendo che le materie plastiche e le gomme potrebbero essere utilizzate come sensori di pressione misurando la naturale elasticità delle loro strutture molecolari quando hanno incontrato stimoli. Hanno perfezionato quell'idea facendo rientrare un modello di waffle nella plastica.
Miliardi di nanotubi di carbonio sono stati incorporati nella plastica waffled. Quando viene applicata la pressione, i nanotubi si comprimono per creare elettricità.
La quantità di pressione applicata attiva una quantità proporzionale di impulsi elettrici inviati attraverso il meccanismo. Questo viene quindi applicato ai circuiti per trasportare impulsi di elettricità alle cellule nervose.
Pubblicità PubblicitàAl fine di renderlo davvero simile alla pelle in quanto potrebbe piegarsi senza interruzioni, il team ha lavorato con i ricercatori di PARC, un'azienda Xerox con una tecnologia promettente.
Una volta selezionati e implementati i materiali, il team ha dovuto determinare come rendere il segnale riconoscibile da un neurone biologico. Hanno cellule bioingegnerizzate per renderle sensibili alle diverse frequenze di luce. Gli impulsi di luce sono stati utilizzati per attivare e disattivare i processi all'interno delle celle.
Mentre l'optogenetica (come la tecnologia è nota negli ambienti di ricerca) viene utilizzata solo in fase sperimentale, è probabile che altri metodi vengano utilizzati in dispositivi protesici reali, ha affermato Bao.
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Le prospettive della ricerca
Il team spera di sviluppare sensori diversi per replicare sensazioni tattili diverse. La speranza è quella di aiutare le protesi a distinguere la seta rispetto alla pelliccia, o un bicchiere d'acqua rispetto a una tazza di caffè. Arrivare a quel livello, tuttavia, è un altro lungo processo.
Pubblicità Pubblicità"Abbiamo un sacco di lavoro per portare questo dalle applicazioni sperimentali a quelle pratiche", ha detto Bao. "Ma dopo aver trascorso molti anni in questo lavoro, ora vedo un percorso chiaro dove possiamo prendere la nostra pelle artificiale. "
Lavorare su un progetto che potrebbe avere un impatto su così tante persone è grandioso perché unisce le persone per raggiungere un obiettivo comune. Alex Chortos, Stanford UniversityBenjamin Tee, un recente dottorato in ingegneria elettronica; Alex Chortos, un dottorando in scienza dei materiali e ingegneria; e Andre Berndt, un borsista post-dottorato in bioingegneria, sono stati gli autori principali del saggio scientifico.
Hanno detto che la ricerca è stata gratificante.
Pubblicità"Lavorare su un progetto che potrebbe avere un impatto su così tante persone è fantastico perché unisce le persone per raggiungere un obiettivo comune", ha detto Chortos a Healthline. "Questo è stato un fattore importante per il successo del progetto poiché c'erano così tante persone coinvolte in diversi laboratori. "
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