कृत्रिम त्वचा रियल के लिए प्रोस्थेसिस वियरर्स फील में मदद कर सकती है

पिछले वर्ष में, डॉक्टरों और इंजीनियरों ने अत्यधिक नियंत्रणीय कृत्रिम अंगों के साथ amputees प्रदान करने में बड़ी सफलता देखी है। उदाहरण के लिए DEKA "ल्यूक आर्म", पहनने वाले को चॉपस्टिक के साथ खाने के लिए सटीक नियंत्रण देता है - यह एफडीए द्वारा अनुमोदित पहला बायोनिक हाथ भी है।

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लेकिन इन कृत्रिम अंगों के साथ संचार एक-तरफ़ा सड़क का कुछ है। उपयोगकर्ता मौजूदा नसों और मांसपेशियों के साथ सावधानीपूर्वक डिज़ाइन किए गए कनेक्शन के माध्यम से हथियारों, हाथों और पैरों को नियंत्रित कर सकते हैं, लेकिन वे कृत्रिम अंग से उस तरह से प्रतिक्रिया प्राप्त नहीं करते हैं जिस तरह से वे वास्तविक त्वचा के माध्यम से करते हैं। इसका मतलब है कि उन्हें पता नहीं चल सकता है कि कुछ गर्म, बेहद नाजुक या अपनी मुट्ठी से बाहर निकलने के बारे में है।

इस सप्ताह की शुरुआत में, सियोल नेशनल यूनिवर्सिटी और कैम्ब्रिज, मैसाचुसेट्स-आधारित वियरेबल्स स्टार्टअप MC10 के शोधकर्ताओं ने उनके समाधान का अनावरण किया: एक सेंसर से भरा पॉलिमर जिसे वास्तविक और मानवीय त्वचा की तरह खींचना और महसूस करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, जो कृत्रिम उपकरणों को कवर कर सकता है और पहनने वालों को स्पर्श की भावना दे सकता है। भविष्य में। Dae-Hyeong Kim के नेतृत्व में टीम ने जर्नल नेचर कम्युनिकेशंस में अपना शोध प्रकाशित किया।

यहाँ प्रमुख नवाचार लचीलापन है - दोनों शारीरिक निपुणता और संवेदनाओं की सीमा के संदर्भ में। पूर्व प्रयासों में उपयोग किए गए सेंसर के विपरीत, किम त्वचा की तरह आगे बढ़ने और खिंचाव करने में सक्षम हैं। सोने और सिलिकॉन के पतले स्ट्रिप्स को एक बहुलक में एम्बेडेड किया जाता है, जिसे इलास्टोमेर कहा जाता है, प्रति वर्ग मिलीमीटर तक 400 सेंसर तक की राशि। स्ट्रिप्स को एक जाली में बुना जाता है, जो सामग्री को फ्रैक्चर के न्यूनतम जोखिम के साथ खींचने की अनुमति देता है। स्ट्रेचेबल इलेक्ट्रोड का एक नेटवर्क नसों को अनुकरण करता है। साथ में, सेंसर तापमान, आर्द्रता, दबाव और शारीरिक तनाव का पता लगा सकते हैं।

हालांकि, सामग्री का प्रत्येक भाग समान रूप से नहीं फैला है, हालांकि, चूंकि शोधकर्ता पूरे शरीर में निहित विविधताओं के साथ अपने फ्लेक्स का मिलान करना चाहते थे। "हाथ का कुछ हिस्सा केवल कई प्रतिशत फैलता है, जबकि अन्य भाग [खिंचाव] 20 प्रतिशत से अधिक होता है, " किम ने लाइवसाइंस को समझाया। इसी समय, शरीर के विभिन्न क्षेत्रों में कम या ज्यादा फ्लेक्स होते हैं; उदाहरण के लिए, एक हाथ पर घुटने की तुलना में त्वचा अधिक लचीली होती है। बहुलक के भीतर छोटे हीटर इसे मानव त्वचा की गर्मी देते हैं।

इसके बुने हुए डिजाइन के लिए धन्यवाद, नई स्मार्ट त्वचा बिना फाड़ के फ्लेक्स कर सकती है। (सौजन्य किम, एट। अल / प्रकृति संचार)

हालांकि यह परियोजना उत्साहजनक है, विशेषज्ञों का कहना है कि यह अभी तक कार्रवाई योग्य है। केस वेस्टर्न रिजर्व के बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर डस्टिन टायलर ने कहा, "यह एक प्रूफ-कॉन्सेप्ट प्रदर्शन दिलचस्प है, लेकिन इस डिवाइस को प्रयोग करने योग्य कृत्रिम हाथों में ट्रांसलेट करने के लिए बहुत मेहनत और प्रदर्शन करना जरूरी है।" विश्वविद्यालय जो तंत्रिका इंटरफेस में माहिर है, एमआईटी प्रौद्योगिकी की समीक्षा को बताया।

विशेष रूप से, टीम को एक मानव केंद्रीय तंत्रिका तंत्र से त्वचा को जोड़ने का एक तरीका निकालना चाहिए, जिससे उसे प्रदान की गई संवेदनाओं का अनुभव करने की अनुमति मिल सके। प्रोटोटाइप सूजन को रोकने के लिए इलाज किए गए प्लैटिनम नैनोवायरों की एक श्रृंखला के माध्यम से एक चूहे के तंत्रिका तंत्र के साथ बातचीत करता है। अब तक, शोधकर्ताओं ने सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया है कि त्वचा एक चूहे के संवेदी प्रांतस्था को ट्रिगर कर सकती है, लेकिन यह नहीं बता सकती है कि इंद्रियों को क्या ट्रिगर किया जा रहा है। मानव परीक्षणों के लिए जाने से पहले, उन्हें अगले बड़े जानवरों में परीक्षण करने की आवश्यकता होगी।

किम के काम में पूर्व प्रयासों पर एक वैचारिक पैर-अप है, जो आम तौर पर एक समय में एक भावना को व्यक्त करता है। उदाहरण के लिए, पिछले साल, क्लीवलैंड वेटरन्स अफेयर्स मेडिकल सेंटर के टायलर और सहकर्मी डिवाइस को तंत्रिका बंडलों से जोड़कर एक कृत्रिम हाथ में 20 सेंसर के माध्यम से स्पर्श की भावना व्यक्त करने में सक्षम थे। और इस साल की शुरुआत में, स्विस फेडरल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने एक समान विधि का उपयोग करके एक एंप्टी को स्पर्श के माध्यम से वस्तुओं के आकार को भेद करने की अनुमति दी। इस बीच, नॉर्थवेस्टर्न यूनिवर्सिटी की एक टीम ने संवेदी एम्पलीफायरों के रूप में मौजूदा मांसपेशियों का उपयोग करके तापमान और कंपन की भावनाओं को सफलतापूर्वक व्यक्त किया है।

किम और उनकी टीम ने अपने डिजाइन का पेटेंट कराया, लेकिन इस समय उनकी कोई समयरेखा नहीं है, ताकि जनता को कृत्रिम त्वचा जारी की जा सके।