Un nuevo material elástico sensitivo con hasta 400 nanosensores de oro y silicio por milímetro cuadrado podría devolver la capacidad de sentir a los pacientes con prótesis de mano ortopédicas
Los últimos avances en tecnología ortopédica han permitido a los pacientes poder controlar los dispositivos mediante sensores conectados a los nervios y músculos de las extremidades cercenadas. Sin embargo, la capacidad de recuperar la sensibilidad táctil a través de estas prótesis sigue siendo una asignatura pendiente para los investigadores. Pues bien, un grupo de investigadores surcoreanos y estadounidenses han desarrollado una piel artificial con sentido del tacto que podría resolver esta barrera tecnológica de la ortopedia actual.
Se trata de un material elástico sensitivo a base de un polímero trufado por una red de sensores elásticos de oro y silicio ultrafinos, con una densidad de hasta 400 sensores por milímetro cuadrado. Gracias a estos nanosensores de alta resolución se podría resolver el reto de incorporar el sentido de lo táctil a la ortopedia actual, aportando la misma capacidad elástica y sensorial de la piel humana al tacto, la presión y la humedad.
El equipo de investigadores realizó un estudio anatómico a partir de la captura del movimiento y estiramiento de la mano humana mediante cámaras de alta definición, con el propósito de imitar dicha flexibilidad insertando sensores de silicio sobre la piel artificial. Como resultado se ha obtenido una piel polimérica de una extraordinaria flexibilidad, capaz de adaptarse a la posición de la mano protésica en cada momento como si de una mano humana se tratara. En un intento de dotar de mayor realismo a esta piel artificial con sentido del tacto, los científicos han incorporado una capa de actuadores que permiten calentar el material para proporcionarle una temperatura similar a la de la piel humana.
Sin embargo, este material elástico sensitivo sólo resuelve la capacidad de registrar sensaciones a través de su superficie. Todavía queda por resolver uno de los retos más importantes de la tecnología ortopédica, conseguir trasladar esas sensaciones al paciente creando conexiones duraderas y estables con su sistema nervioso para que pueda sentir realmente lo que detecta.
En una demostración experimental, el director del proyecto en la Universidad Nacional de Seúl, Dae-Hyeong Kim, trató de conectar la piel inteligente con el cerebro de una rata de laboratorio con el propósito de medir las reacciones del córtex sensitivo del animal ante estímulos sensoriales. Aunque los resultados fueron satisfactorios, esto no demuestra que el nivel de calor, de presión o humedad fuera realmente apreciado con nitidiez por el animal. Según Kim, la siguiente fase de trabajo consistirá en demostrar la robustez y el rendimiento de estas conexiones entre la piel artificial y el cerebro con animales más grandes, para poder discernir con precisión las sensaciones recibidas por los sensores de las futuras manos ortopédicas.
Cabe señalar que no es la única línea de investigación abierta en este campo. Ya hablamos hace algunos meses del trabajo desarrollado por un equipo de investigadores de la Universidad de Chicago. El estudio dirigido por el profesor de ingeniería biomédica de la Case Western Research University, Dustin Tyler, consiguió implantar una mano biónica a un paciente devolviéndole la capacidad de sentir y reconocer objetos en forma de vibraciones primarias. No obstante, los expertos aseguran que queda mucho trabajo por hacer para que las prótesis ortopédicas con sentido del tacto sean una realidad.
Imágenes | vía Nature Communications
