Nueva piel electrónica que puede reaccionar al dolor como la piel humana
Unos investigadores han desarrollado una piel artificial electrónica que reacciona al dolor como la piel real, abriendo el camino a mejores prótesis, robótica más inteligente y alternativas no invasivas a los injertos de piel.
El prototipo de dispositivo sensorial parecido a la piel, hecho con electrónica estirable. / RMIT University
El prototipo de dispositivo desarrollado por un equipo de la Universidad RMIT en Melbourne, Australia, puede replicar electrónicamente la forma en que la piel humana siente el dolor. El dispositivo imita la respuesta de retroalimentación casi instantánea del cuerpo y puede reaccionar a las sensaciones dolorosas con la misma velocidad que las señales nerviosas viajan al cerebro.
El investigador principal, el profesor Madhu Bhaskaran, dijo que el prototipo de sensor de dolor era un avance significativo hacia la próxima generación de tecnologías biomédicas y robótica inteligente. “La piel es el órgano sensorial más grande de nuestro cuerpo, con características complejas diseñadas para enviar señales de alerta de disparo rápido cuando algo duele”, dijo Bhaskaran. “Estamos sintiendo cosas todo el tiempo a través de la piel, pero nuestra respuesta de dolor solo se activa en un cierto punto, como cuando tocamos algo demasiado caliente o demasiado puntiagudo. Ninguna tecnología electrónica ha sido capaz de imitar de forma realista esa sensación de dolor tan humana, hasta ahora. Nuestra piel artificial reacciona instantáneamente cuando la presión, el calor o el frío alcanzan un umbral de dolor. Es un paso crítico en el futuro desarrollo de los sofisticados sistemas de retroalimentación que necesitamos para ofrecer prótesis verdaderamente inteligentes y robótica inteligente“.
Además del prototipo de sensor de dolor, el equipo de investigación también ha desarrollado dispositivos que utilizan electrónica estirable que puede detectar y responder a los cambios de temperatura y presión.
Bhaskaran, co-líder del grupo de Materiales Funcionales y Microsistemas de RMIT, dijo que los tres prototipos funcionales fueron diseñados para ofrecer características clave de la capacidad de detección de la piel en forma electrónica.
Con un mayor desarrollo, la piel artificial estirable también podría ser una opción futura para los injertos de piel no invasivos, en los que el método tradicional no es viable o no funciona.
“Necesitamos un mayor desarrollo para integrar esta tecnología en las aplicaciones biomédicas, pero los fundamentos – biocompatibilidad, estiramiento similar a la piel – ya están ahí”, dijo Bhaskaran.
La nueva investigación, publicada en la revista Advanced Intelligent Systems y presentada como una patente provisional, combina tres tecnologías previamente pioneras y patentadas por el equipo:
-Electrónica estirable: combinando materiales de óxidos con silicona biocompatible para obtener una electrónica transparente, irrompible y llevable tan fina como una pegatina.
-Revestimientos reactivos a la temperatura: revestimientos automodificables 1.000 veces más finos que un cabello humano basados en un material que se transforma en respuesta al calor.
-Memoria que imita al cerebro: células de memoria electrónica que imitan la forma en que el cerebro utiliza la memoria a largo plazo para recordar y retener información previa.
El prototipo de sensor de presión combina la electrónica extensible y las células de memoria a largo plazo, el sensor de calor reúne los revestimientos reactivos a la temperatura y la memoria, mientras que el sensor de dolor integra las tres tecnologías.
El investigador de doctorado Ataur Rahman dijo que las células de memoria de cada prototipo eran responsables de desencadenar una respuesta cuando la presión, el calor o el dolor alcanzaban un umbral determinado. “Esencialmente hemos creado los primeros somatosensores electrónicos, replicando las características clave del complejo sistema de neuronas, vías neuronales y receptores del cuerpo que dirigen nuestra percepción de los estímulos sensoriales”, dijo. “Mientras que algunas tecnologías existentes han utilizado señales eléctricas para imitar diferentes niveles de dolor, estos nuevos dispositivos pueden reaccionar a la presión mecánica real, la temperatura y el dolor, y ofrecer la respuesta electrónica correcta. Ello significa que nuestra piel artificial conoce la diferencia entre tocar suavemente un alfiler con el dedo o pincharse accidentalmente con él, una distinción crítica que nunca antes se había logrado electrónicamente”.
La investigación fue apoyada por el Consejo de Investigación Australiano y realizada en el moderno Centro de Investigación de Micro Nanotecnología del RMIT para la micro/nano fabricación y la creación de prototipos de dispositivos.
