Οι ερευνητές ανέπτυξαν πιεζοηλεκτρικό αισθητήρα για να αποκαταστήσουν την αίσθηση της αφής.

Οι ερευνητές ανέπτυξαν πιεζοηλεκτρικό αισθητήρα για να αποκαταστήσουν την αίσθηση της αφής.

30 September 2021 0 Von admin

Η παραπάνω εικόνα δείχνει τον αισθητήρα TENG που έχει τοποθετηθεί στο χέρι ενός ατόμου για να αποκαταστήσει την αίσθηση της αφής συνδέοντας τη συσκευή με το πλησιέστερο άθικτο νεύρο. (Πιστωτική εικόνα: ACS Nano)

Ερευνητές στο Τμήμα Βιοϊατρικής Μηχανικής του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ, μαζί με συνεργάτες της Σχολής Νευροεπιστημών Sagol, της Ιατρικής Σχολής Sackler και του Ιατρικού Κέντρου Sheba στο Ισραήλ, εφηύραν έναν μικροσκοπικό αισθητήρα που είναι εμφυτεύσιμος σε ένα κατεστραμμένο άκρο που μπορεί τότε συνδεθείτε απευθείας με το πλησιέστερο υγιές νεύρο για να αποκαταστήσετε την αίσθηση της αφής.

Η αποκατάσταση κατεστραμμένων νεύρων από τραυματισμό είναι δύσκολη. Δεν μπορείτε εύκολα να ράψετε τα σπασμένα άκρα των νεύρων και να τα κάνετε να επανασυνδεθούν. Θα σας δώσω ένα παράδειγμα από προσωπική εμπειρία. Έσπασα τα πόδια μου σε τροχαίο ατύχημα όταν ήμουν στο πανεπιστήμιο. Μετά από πολλαπλές χειρουργικές επεμβάσεις για την ανοικοδόμηση των σπασμένων οστών του αριστερού μου άκρου, τα νεύρα μου από το μέσο σημείο κάτω από το γόνατό μου μέχρι τον αστράγαλο δεν λειτουργούσαν πλέον. Αυτό δεν με εμπόδισε να περπατήσω, αλλά έπρεπε συνεχώς να δώσω προσοχή στο να χτυπήσω πράγματα ή να κάψω ή να κοψώ κατά λάθος σε αυτό το πόδι γιατί δεν μπορούσα να νιώσω τίποτα.

Αυτό είναι το πρόβλημα που αποφάσισε να αντιμετωπίσει αυτή η ισραηλινή ομάδα βιοϊατρικών μηχανικών και ιατρών. Εξετάσαν την πιο πρόσφατη έρευνα για νευρικές προθέσεις που χρησιμοποιούν αισθητήρες για να συνδέσουν κομμένα νεύρα. Αλλά οι υπάρχουσες λύσεις απαιτούσαν εξωτερικές πηγές ενέργειας. Με άλλα λόγια, μια μπαταρία.

Για την αποκατάσταση της αίσθησης αφής σε ένα δάχτυλο, η μπαταρία θεωρήθηκε ως μη πρακτική. Έτσι, η ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ αποφάσισε να αναπτύξει μια τριβοηλεκτρική νανογεννήτρια, που ονομάζεται TENG. Το TENG θα μπορούσε να τροφοδοτηθεί από τις κινήσεις και τα νεύρα του σώματος. Επομένως, συνδέοντας το απευθείας με ένα υγιές νεύρο, θα αποκατασταθεί η αίσθηση.

Ο TENG είναι ένας εμφυτεύσιμος πιεζοηλεκτρικός αισθητήρας που τροφοδοτείται από φυσικές δυνάμεις τριβής. Ο αισθητήρας αποτελείται από δύο μικροσκοπικές πλάκες, κάθε μία 0,5 εκατοστά τετραγωνική. Όταν οι δυνάμεις τριβής τα κάνουν να έρχονται σε επαφή, ένα ηλεκτρικό φορτίο μεταδίδεται στο συνδεδεμένο άθικτο νεύρο. Εάν εμφυτευτεί για τραυματισμένο δάχτυλο, η τάση τριβής μπορεί να ποικίλει ανάλογα με το αν το άτομο χρησιμοποιεί σταθερό ή αδύναμο άγγιγμα.

Το TENG μπορεί να εμφυτευτεί οπουδήποτε σε ένα σώμα για να αποκαταστήσει την απτική αίσθηση. Είναι κατασκευασμένο από βιοσυμβατά υλικά, έτσι είναι καλά ανεκτό. Μέχρι στιγμής η ομάδα δεν έχει χρησιμοποιήσει ανθρώπινο θέμα. Αλλά σε πειραματόζωα, έχουν χρησιμοποιήσει το TENG για να αποκαταστήσουν το φυσιολογικό περπάτημα παρά τη βλάβη των κινητικών νεύρων. Στο εγγύς μέλλον, οι αισθητήρες TENG θα χρησιμοποιηθούν σε μια κλινική δοκιμή με ανθρώπους ασθενείς για να αποκαταστήσουν την αίσθηση στα δάχτυλά τους.

Πολιτείες Δρ. Ben M. Maoz στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ, «Η αποκατάσταση αυτής της ικανότητας μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη λειτουργία και την ποιότητα ζωής των ανθρώπων, και το πιο σημαντικό, να τους προστατεύσει από κινδύνους. Οι άνθρωποι που στερούνται απτικής αίσθησης δεν μπορούν να αισθανθούν εάν το δάχτυλό τους συνθλίβεται, καίγεται ή παγώνει ».

Η έρευνα και η εφεύρεση περιγράφονται σε ένα περιοδικό άρθρο που εμφανίστηκε στις 17 Ιουνίου 2021, στο ACS Nano. Το άρθρο έχει τίτλο, «Επαναφορά της αίσθησης της απτικής λειτουργίας με χρήση τριβοηλεκτρικής νανοπαραγωγής».