Командой исследователей из Университета RMIT в Мельбурне разработана электронная искусственная кожа, которая чувствует боль и прикосновения
В начале сентября 2020 года исследователи представили электронную искусственную кожу, которая чувствует боль и прикосновения. предполагается, что новая технология найдет свое применение в протезировании, робототехнике и кожной трансплантации.
Прототип, разработанный командой из Университета RMIT в Мельбурне, может в электронном виде воспроизводить ощущение боли. Устройство имитирует почти мгновенную обратную связь и способно реагировать на болезненные ощущения с той же скоростью, с какой нервные сигналы поступают в мозг. Исследователи отмечают, что создание прототипа стало значительным шагом вперед в области биомедицинских технологий и интеллектуальной робототехники следующего поколения.
«До сих пор электронные технологии не могли реалистично имитировать чувство боли, испытываемое человеком. Но наша искусственная кожа мгновенно реагирует, когда давление, жара или холод достигают болезненного порога. Это важный шаг в развитии сложных систем обратной связи, необходимых нам для создания действительно интеллектуальных протезов и интеллектуальной робототехники, — отметил ведущий исследователь проекта профессор Мадху Бхаскаран (Madhu Bhaskaran).»
Помимо прототипа болевого датчика, исследовательская группа также разработала электронные устройства, которые могут реагировать на изменения температуры и давления. Таким образом, для передачи ключевых функций чувствительности кожи в электронной форме были разработаны три функционирующих прототипа. В их основе лежит технология эластичной электроники, сочетающая оксидные материалы с биосовместимым силиконом для создания прозрачной, небьющейся и пригодной для носки электроники. В будущем такая искусственная кожа может стать вариантом неинвазивных кожных трансплантатов в случаях, когда традиционный подход нежизнеспособен или не работает.
2019: Нанокожа для ран
Искусственная кожа, которая заживляет раны и в будущем будет использоваться вместо всех перевязочных материалов (пластыри, бинты и т.д.).
Основной компонент новой искусственной кожи — белок, который помогает ранам заживать быстрее, при этом минимизируя шрамы. Материал, который используется, способствует выработке коллагена — белка, необходимого для заживления ран в человеческом теле.
Эксперименты показали, что раны при использовании новой «кожи» заживают эффективнее и в три раза быстрее.
2018: Портативный 3D-принтер для печати искусственной кожи прямо на человеке
В мае 2018 года исследователи из Университета Торонто (University of Toronto) представили портативный 3D-принтер для печати кожи, предназначенный для лечения глубоких ожоговых ран. Группа исследователей отмечает, что это первое устройство, которое формирует и располагает распечатанный образец ткани непосредственно на месте ожога всего за пару минут.
Портативный 3D-принтер для печати искусственной кожи прямо на человеке
У пациентов с глубокими ожогами могут быть сильно повреждены все три слоя кожи — эпидермис, дерма и подкожная клетчатка. Для лечения таких ран используется трансплантация кожи, при которой здоровая кожа пациента с поверхностным эпидермисом и частью дермы прививается на обширную раневую поверхность. Однако для пластики требуется достаточно большой объем здоровой кожи пациента, который не всегда возможно получить, а «неприкрытые» раны заживают очень плохо. Хотя разработано несколько видов заменителей кожи для подобной пластики, их применение ограничено, поскольку большинство современных 3D-биопринтеров громоздки, дороги и работают слишком медленно.
Исследователи из университета Торонто полагают, что их портативный принтер позволит более широко использовать 3D-печать в лечении таких ран. Портативное устройство весит менее килограмма и не требует стадии инкубации или высокой квалификации специалиста. Биочернила в нем представлены биоматериалами на основе белковых соединений, в том числе коллагена, основного белка дермы, и фибрина, белка, участвующего в заживлении ран. Кроме того, принтер можно настроить под определенные характеристики пациента и самой раны.
Результаты исследования, возглавляемого аспирантом Навидом Хаким (Navid Hakimi) под руководством доцента факультета прикладных наук Акселя Гюнтера (Axel Guenther) в сотрудничестве с доктором Марком Йешке (Marc Jeschke), директором ожогового центра и профессора иммунологии, недавно были опубликованы в журнале «Lab on a Chip». Ученые уже начали клинические испытания 3D-принтера и рассчитывают внедрить устройство на массовом уровне.
Поделиться
Источник