Elektronische huid reageert op pijn

Er is een prototype apparaat ontwikkeld dat de manier waarop de menselijke huid pijn voelt elektronisch kan nabootsen. Het apparaat bootst de bijna onmiddellijke feedback van het lichaam na en kan met dezelfde snelheid reageren op pijnlijke sensaties als zenuwsignalen naar de hersenen gaan. De kunsthuid reageert onmiddellijk wanneer druk, hitte of kou een pijnlijke drempel bereiken.

Naast het pijngevoelige prototype heeft het onderzoeksteam ook apparaten ontwikkeld met rekbare elektronica die veranderingen in temperatuur en druk kunnen waarnemen en erop kunnen reageren. Er zijn drie functionele prototypes ontworpen om de belangrijkste kenmerken van het waarnemingsvermogen van de huid in elektronische vorm weer te geven. Met verdere ontwikkeling zou de rekbare kunsthuid ook een toekomstige optie kunnen zijn voor niet-invasieve huidtransplantaties, waar de traditionele aanpak niet levensvatbaar is of niet werkt.

Het prototype combineert drie technologieën:

1. Rekbare elektronica combineert oxidematerialen met biocompatibele siliconen om transparante, onbreekbare en draagbare elektronica zo dun als een sticker te leveren.
2. Temperatuurreactieve coatings die 1000 keer dunner zijn dan een mensenhaar op basis van een materiaal dat transformeert als reactie op warmte.
3. Hersenimiterende elektronische geheugencellen imiteren de manier waarop de hersenen het langetermijngeheugen gebruiken om eerdere informatie op te roepen en vast te houden.

Het prototype van de druksensor combineert rekbare elektronica en langetermijngeheugencellen, de warmtesensor brengt temperatuurreactieve coatings en geheugen samen, terwijl de pijnsensor alle drie de technologieën integreert. De sensoren zijn somatosensoren - ze repliceren de belangrijkste kenmerken van het complexe systeem van neuronen, neurale paden en receptoren van het lichaam die de menselijke perceptie van zintuiglijke stimuli aansturen.

Hoewel sommige bestaande technologieën elektrische signalen hebben gebruikt om verschillende niveaus van pijn na te bootsen, kunnen deze nieuwe apparaten reageren op echte mechanische druk, temperatuur en pijn en de juiste elektronische respons leveren. Hierdoor kent de kunsthuid het verschil tussen zachtjes een speld aanraken met je vinger of jezelf er per ongeluk mee steken.