Въпреки, че учените са направили големи крачки в създаването на изкуствени роботизирани протези за хората, днес тези разработки са далеч от перфектните. Причината е, че повечето изкуствени имплантанти не са съвместими с живите тъкани на тялото. Освен това, имплантирани сензори са в състояние да поддържа едновременно само няколко сигнала. За да може една робопротеза да извърши просто човешко движение или завъртане до сега е било доста сложна задача.
Но сега протезата може да бъде наистина перфектна. В това са убедени сътрудниците на агенция за изследвания на отбраната DARPA. Група учени са успели да създадат уникален електронен интерфейс, способни да свърже протезата, чрез лазерно лъчение, с оптична система от кабели. Според разработчиците на последните видове изкуствени крайници, при създаването на който се използва тази технология, на човека ще се осигурят по-плавни и естествени движения.
Срока на експлоатация на такова устройство е много по-голям, а проблемите относно отхвърлянето на интерфейсните елементи от организма могат да бъдат напълно забравени. Този проект е стартирал през 2005 г., след като изследователите са открили, че нервните клетки могат да комуникират с помощта на инфрачервено излъчване. DARPA е отделила повече от 5,5 милиона щатски долара, само за една година, за да се създаде робопротеза с използване на инфрачервени лазери.
До момента учените са успели да създадат напълно уникален нов микропревключвател. Той представлява мека желеобразна сфера, чийто диаметър е няколко стотин микрона с тънак проводник от оптично влакно. Структурата на този сензор, за разлика от остарелите металически и други по състав сензори, го прави практически съвместим с тъканите на организма. Безжичният оптичен канал позволява да се прехвърлят по-големи количества информация. В същото време, нейната обработка е толкова бърза, че в допълнение към сканирането на сигналите в мозъка, се активира и обратната връзка, която се явява работа на отделните неврони. Това позволява на човек да усеща допира до гореща повърхност. Така се добива максимална точност на естествените движения при манипулиране на предметите, които могат и да не бъдат в полето на зрението.
Според инженерите на DARPA, робопротезата от новото поколение ще бъде сваляща крайник, с набор от оптични кабели, които ще се прикрепят към нервните окончания на човека. Масовото производство на тези устройства ще се очакват не по-рано от 2020г. Сега, американските експерти са ангажирани с дообработване на датчици, способни да четат свръхслаби сигнали от единичен активен нерв, което ще направи изкуствен крайник подвижен и чувствителен, както и живият.
Архив за етикет: тъкани
Комплект табуретка и лежанка
Кожа от мечка или тигър, поставени пред камината е вече остаряла традиция. В съвременния интериор, предметите разкриващи бруталността и жестокостта към животните може да се замени с Big Fellow, която напълно прилича на ловните трофеи.
Абстрактната форма на Big Fellow наистина прилича на постлана на пода меча кожа. Горната част е направена от натурален мях, а долната от кожи и тъкани. Big Fellow може да се използва за лежане, ковьор или огромна възглавница. Меката част ще се хареса на децата и те с удоволствие ще се търкалят в нея.
Втория предмет от серията е табуретка. Тя е покрита с подобие на лежанката, също мека и пухкава, но по-малка.
Двата модела се изготвят ръчно, за това са уникални. Между тях няма два еднакви. Оцветяването и рисунките на горната им част не се повтаря.
Разработен е жив бинт, който възстановява кръвоносните съдове
Учените са разработили специална превръзка, която стимулира и направлява растежа на кръвоносните съдове намиращи се на повърхността на рана. Тя съдържа истински живи клетки, които обезпечават повредените тъкани.
Всяка тъкан, която трябва да се възстанови е покрита с кръвоносни съдове. Един от главните проблеми при възстановяване на кръвоносната мрежа е контрола на растежа ѝ.
Новия бинт представлява материал с дебелина около 1 см, състоящ се от слоеве на специален хидрогел, въз основа на полиетилен гликол, използван във фармацевтичната индустрия и метакрилова алгинат.
Освен това той съдържа канали с различна ширина, които позволяват да се транспортир ат молекули с различни размери и растежни фактори.
Изследователите виждат много потенциални приложения на новите превръзки. Например, с тяхна помощ може да се направляват кръвоносните съдове около запушени артерии, също и да се построи много тясна мрежа от кръвоносни съдове, подхранваща тумор, така че препаратите върху него да действат по-ефективно. Изкуственото координиране на ръста на кръвоносните съдове в следоперциония период, може да допринесе за бързото въстановяване на пациента, както и за намаляване на появата на белези.
Фрактурите ще се лекуват с пяна от титан
Гъвкавият порест материал на базата на титана може да помогне да се излекуват тежки травми. Немски учени са създали материал, който буквално се сраства с костите.
Новият вид имплантант представлява титанова пяна, която по структура прилича на човешките кости. Тя не само снижава натоварването на естествените тъкани, но и допринася за по-трайното слепване на костите.
Колкото по-голямо натоварване изпитва костта, толкова по-силна става тя. Тези части от човешкия скелет, които изпитват по-малко напрежение имат по-малка плътност на костната тъкан. Натоварването също стимулира растежа на костите. Именно този ефект се планира да се използва за свързване на порест имлантант с костите.
Сред всички налични медицински материали най-голямо значение за изискванията на костен имплантант има титановата сплав Ti6Al4V. Тя е много стабилна, устойчива и се понася добре. За съжаление, при високи температури, титана реагира с кислород, азот и въглерод, което значително стеснява обхвата на наличните производствени процеси. За това е много трудно масовото производство на сложноструктурирания титанов имплантант.
Използваните имплантанти днес се свързват с костите механично чрез различни приспособления. Поради факта, че титана е много по-яг от коста, имплантантите рано или късно ще излязат от строя, а това ще доведе до по-чести, опасни и травмиращи операции при замяната им. Освен това, те не позволяват големи натоварвания, тъй като костната здравина е ограничена до най-слабото звено, т.е. място на закрепване на имплантанта към костната тъкан.
Титанов пяна се произвежда с помощта на праховата металургия, която се използва, например, за производството на керамични филтри. На полиуретана откритите порите се заливат с наситен разтвор, състоящ се от средни и малки прашинки титан. Праха се прилепва към „клетъчните“ структури и след изпарение на полиуретан остава титанова „гъба“.
Механичните свойства на титановата пяна са много близки до човешката кост. На първо място е баланса между силата и минималната твърдост. Уникалните характеристики на порести имплантант би позволила използването му в сложни случаи, когато костите претърпяват многопосочно натоварване. При това коста може да се подложи на нарастващо натоварване, което няма да я повреди, а обратно ще укрепи още по-добре увредения участък.