Медицина
Технології
Медицина
Технології

Імплантовані сенсори відновили тактильну чутливість пацюкам

Ізраїльські інженери розробили сенсори для імплантації, які можуть відновити втрачену тактильну чутливість певної частини тіла. Вони не потребують додаткового живлення, працюючи завдяки трибоелектричному ефекту, та показали свою ефективність у перших дослідах на лабораторних тваринах. Результати цієї роботи оприлюднені у журналі ACS Nano.

S Migaj / Unsplash

S Migaj / Unsplash

Для чого нам подібний пристрій?

Серйозне травмування якоїсь частини тіла може призводити до пошкодження її нервів. та, як наслідок, втрати чутливості відповідної ділянки шкіри. Окрім дискомфорту та ускладнення буденного життя пацієнтів, такий стан може загрожувати новими травмами через недостатню реакцію на подразники. На жаль, зараз медицина може запропонувати обмаль варіантів повернення тактильної чутливості. Золотим стандартом такої терапії є хірургічне втручання, часто із перенесенням частини нерва з іншої частини тіла хворого або від донора. Але проведення такої операції повинно задовільняти кілька вимог, зокрема, щоб травма була не старшою за два роки, а крім того вона не гарантує досягнення потрібного ефекту. Альтернативою цьому можуть стати імплантовані пристрої, здатні симулювати відчуття дотику. Один із таких розробили вчені з Тель-Авівського університету.

Який імплантат створили?

Його головну частину складає трибоелектричний генератор, який створює електричний заряд без зовнішнього джерела живлення завдяки тертю двох тіл. Він працює завдяки імплантації пацієнтові під шкіру з втраченою чутливістю двох квадратних пластинок по пів сантиметра довжиною із біосумісних полідиметилсилоксану та ацетобутирату целюлози, а також металевого електрода, який з'єднує пластинки з кінцем здорового, функціонального нерва.

Принцип роботи імплантату полягає у тому, що при контакті зі шкірою створюється тиск на пластинки, який спричиняє їх контакт. У результаті вони генерують електричний заряд, який по електроду передається до з'єднаного з ним нерва. Останній, зі свого боку, передає сигнал до центральної нервової системи, яка опрацьовує його як дотик до шкіри. Що сильніший тиск створюється на пластинки, то сильніший заряд вони генерують й інтенсивніше відчуття дотику.

Наскільки дієвий такий підхід?

Перші дослідження на живих організмах провели на лабораторних пацюках, яким перерізали нерв задніх кінцівок, через що вони їх не відчували. Після імплантації сенсорів тварини змогли нормально ходити та успішно реагувати на тактильні стимули.

Надалі науковці планують випробувати свій винахід на більших тваринах. Якщо вони виявляться так само успішними, то наступним кроком стане імплантація сенсорів у кінчики пальців людей, які позбавилися їх чутливості. Утім, автори вказують, що пристрій потенційно можна вживити і в іншу частину тіла, що потребує відновлення тактильної чутливості.

Вчені все ще відкривають нові деталі нашого чуття дотику. Так, минулого року описали білок, що забезпечує високу чутливість подушечок наших пальців. Інші ж вчені працюють над тим, щоб відчути на дотик несправжні об'єкти, наприклад, кота у віртуальній реальності.