Создана синтетическая кожа для протезов, передающая болевые ощущения

Специалисты Школы медицины Университета Джонса Хопкинса разработали покрытие для протезов, передающее комплексные ощущения, включая боль. Технология поможет не повредить протез при взаимодействии с огнем или острыми предметами. Описание методики опубликовано в журнале Science Robotics.

Болевые ощущения неприятны, но необходимы человеку — они служат предупреждающим сигналом об опасности. По словам создателей новой технологии, возможность воспринимать боль при использовании искусственной конечности уменьшит риск бытовых травм, в том числе позволит не повредить дорогостоящий протез.

Новая методика воспроизводит естественный механизм, благодаря которому кожа передает ощущение боли. Раздражитель стимулирует расположенные в коже клетки-ноцицепторы, реагирующие на стимулы, способные повредить ткани организма, и механорецепторы, отзывающиеся на давление или вибрацию. Затем сенсорные нейроны спинного мозга передают информацию в головной мозг.

Синтетическая «кожа» содержит искусственные аналоги ноцицепторов и механорецепторов, при воздействии на них возникают электрические импульсы, имитирующие естественную реакцию. Сигнал передается нервам периферической нервной системы с помощью электростимуляции: ток с заданными характеристиками подается через электроды, размещенные на сохранившейся части конечности. После этого нервные окончания транслируют сигнал головному мозгу. По словам авторов технологии, такая «кожа» совместима с уже существующими современными протезами — пользователям не придется устанавливать новый протез, чтобы протестировать эту методику.

В испытаниях участвовал доброволец с протезом руки. С помощью нового покрытия ему удалось различить нейтральные и болевые ощущения от прикосновения к предметам, а также описать форму объектов (например, гладких или острых). Волонтер заявил, что он ощущал лишь небольшую боль: ее силу он оценил на три возможных балла из десяти. Выдержать такое воздействие легко, при этом полезный предупреждающий эффект боли сохраняется. Создатели технологии считают, что в дальнейшем получится создать синтетическую кожу, позволяющую регулировать интенсивность восприятия боли или вовсе отключать эту функцию время от времени.

Ранее в Университете Глазго разработали синтетическую «кожу» для протезов, питаемую солнечной энергией.