Los ingenieros de Stanford han creado una “piel” de plástico que puede detectar lo duro que está siendo presionado y generar una señal eléctrica para entregar esta información sensorial directamente a una celda de cerebro vivo.
Zhenan Bao, profesora de ingeniería química en Stanford, ha pasado una década tratando de desarrollar un material que imita la capacidad de la piel para flexionar y sanar, mientras que también sirve como la red de sensores que envía señales táctiles, de temperatura y de dolor al cerebro. En última instancia ella quiere crear un tejido electrónico flexible incrustado con sensores que podrían cubrir una prótesis y replicar algunas de las funciones sensoriales de la piel.
El trabajo de Bao, da un paso más hacia su objetivo mediante la replicación de un aspecto de toque, el mecanismo sensorial que nos permite distinguir la diferencia de presión entre un apretón de manos débil y un agarre firme.
“Esta es la primera vez que un material flexible, similar a la piel ha sido capaz de detectar la presión y también transmitir una señal a un componente del sistema nervioso”, dijo Bao, quien dirigió el equipo de investigación de 17 personas responsables de la realización.
Benjamin Tee, un graduado de doctorado reciente en ingeniería eléctrica; Alex Chortos, candidato al doctorado en ciencia de materiales e ingeniería; y Andre Berndt, un erudito postdoctoral en bioingeniería, fueron los autores principales de la Ciencia de papel.
El equipo de Bao ha estado desarrollando la electrónica flexible que puede doblarse sin romperse. Para este proyecto, los miembros del equipo trabajaron con investigadores de PARC, una compañía Xerox, que cuenta con una tecnología que utiliza una impresora de inyección de tinta para depositar circuitos flexibles en plástico. Cubriendo una superficie grande es importante para hacer la piel artificial práctica, y con la colaboración PARC ofreció esa posibilidad.
Por último, el equipo tuvo que probar que la señal electrónica podría ser reconocida por una neurona biológica. Lo hizo mediante la adaptación de una técnica desarrollada por Karl Deisseroth, un compañero profesor de bioingeniería en Stanford que fue pionero en un campo que combina la genética y la óptica, llamada optogenética. Células bioingeniero investigadores para que sean sensibles a las frecuencias de luz específicas, a continuación, utilizar pulsos de luz para cambiar las células o los procesos que se llevan dentro de ellos, dentro y fuera.
Para este experimento los miembros del equipo diseñado una línea de neuronas para simular una porción del sistema nervioso humano. Se traducen las señales de presión electrónicos de la piel artificial en impulsos de luz, que activan las neuronas, lo que demuestra que la piel artificial podría generar una salida sensorial compatible con las células nerviosas.
Optogenética fue utilizado solamente como una prueba experimental de concepto, dijo Bao, y otros métodos de estimulación de los nervios son susceptibles de ser utilizados en dispositivos protésicos reales. El equipo de Bao ya ha trabajado con Bianxiao Cui, profesor asociado de química en Stanford, para demostrar que la estimulación directa de las neuronas con pulsos eléctricos es posible.
Pero el enfoque de dos capas actual significa que el equipo puede añadir sensaciones a medida que desarrolla nuevos mecanismos. Y el proceso de fabricación de impresión inkjet sugiere cómo una red de sensores podría ser depositado sobre una capa flexible y plegada sobre una prótesis de mano.
“Tenemos mucho trabajo para tomar esto desde experimental para aplicaciones prácticas”, dijo Bao. “Pero después de pasar muchos años en este trabajo, ahora veo un camino claro en el que podemos tener nuestra piel artificial.”
Fuente de Historia: sciencedaily
