以色列研究人員研發(fā)幫助患者恢復(fù)觸覺(jué)的微型神經(jīng)傳感器
以色列科學(xué)家開(kāi)發(fā)的納米能量收集與傳感技術(shù),有望使那些因受傷或截肢而失去觸覺(jué)的人恢復(fù)觸覺(jué)功能。
據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道,以色列特拉維夫大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種微型傳感器,可以植入手指、腳趾或任何其他失去觸覺(jué)的身體部位,它能夠“繞過(guò)”該區(qū)域斷裂的神經(jīng),“連接”其他健康的神經(jīng),從而幫助患者恢復(fù)觸覺(jué)功能。
特拉維夫大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究員Ben M. Maoz博士稱,他之前在特拉維夫大學(xué)同事、謝巴醫(yī)學(xué)中心顯微外科醫(yī)師Amir Arami的演講中獲得了啟發(fā),Amir Arami有很多病人失去了部分知覺(jué)。現(xiàn)在,Maoz博士成功地在老鼠身上測(cè)試了他的研究成果,并發(fā)表于同行評(píng)議的ACS Nano雜志。
Maoz博士設(shè)計(jì)的摩擦納米發(fā)電機(jī)(TENG-IT)裝置示意圖。a. 利用TENG-IT幫助患者恢復(fù)觸覺(jué)。將TENG-IT植入失去知覺(jué)的肢體皮膚下方,當(dāng)對(duì)器件施加壓力時(shí),TENG-IT會(huì)產(chǎn)生電信號(hào),通過(guò)電纜將電信號(hào)傳輸至附近未受損神經(jīng)纖維周圍的刺激袖套電極,然后由該電極將觸覺(jué)信號(hào)傳輸至中樞神經(jīng)系統(tǒng)。上方插圖(比例尺:1 mm):袖套電極(上);TENG-IT裝置(下)。b. 利用摩擦電效應(yīng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的TENG-IT裝置示意圖。
Maoz說(shuō):“這太令人興奮了,因?yàn)槲覀兊膭?chuàng)新成果能夠真正幫助到那些面臨實(shí)際問(wèn)題的人們?!?/p>
他還說(shuō):“在此之前,已經(jīng)有一些假肢可以連接到身體的神經(jīng)。但是,我們所應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)完全不同,我們要解決的是本來(lái)有正常手或手指而失去知覺(jué)的患者,幫助他們?cè)俅胃惺艿接|覺(jué)?!?/p>
TENG-IT裝置植入物,可以幫助受傷肢體恢復(fù)觸覺(jué)
將這種TENG-IT微型傳感器植入受傷肢體的神經(jīng)部位,并與健康的神經(jīng)相連。身體很快就知道神經(jīng)正在接收來(lái)自不同來(lái)源的信號(hào),并正確地解釋它們,從而意味著觸覺(jué)得到了恢復(fù)。
Maoz說(shuō),這項(xiàng)技術(shù)對(duì)患者生活質(zhì)量的提高要比最初的感受要更大,因?yàn)?,觸覺(jué)是人們計(jì)算手指施力程度,甚至直立行走所需要的基本感覺(jué)。
Ben Maoz博士
Maoz博士說(shuō):“平常我們拿鑰匙或手機(jī)等最簡(jiǎn)單的任務(wù)都需要觸覺(jué),這樣我們才能準(zhǔn)確判斷需要施加的力量?!?/p>
另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是,TENG-IT微型傳感器雖然是電子器件,但它不需要電池,因?yàn)樗旧砜梢栽谏窠?jīng)信號(hào)跟蹤和模擬的運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行能量收集。
為了進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn),Maoz博士的研究團(tuán)隊(duì)將一批老鼠的一只爪子切斷感覺(jué)神經(jīng),在它們其中的一些老鼠身上安裝了TENG-IT微型傳感器,而另一些老鼠身上則沒(méi)有安裝以作為對(duì)照。再利用一款追蹤器來(lái)監(jiān)測(cè)老鼠爪子的感覺(jué)。
在實(shí)驗(yàn)中,神經(jīng)被切斷且沒(méi)有植入TENG-IT裝置的老鼠沒(méi)有感覺(jué)到刺激,而植入TENG-IT裝置的老鼠和神經(jīng)沒(méi)有被切斷的老鼠有同樣程度的感覺(jué)。這表明TENG-IT裝置確實(shí)可以工作。
下一步,研究人員將在更大的動(dòng)物身上測(cè)試這種植入物,并在后期將這種微型傳感器植入失去觸覺(jué)能力的患者手指中,幫助患者恢復(fù)觸覺(jué)感知,顯著改善他們的生活質(zhì)量。