可讓受損觸覺失而復得之人工皮膚

 

刊登日期:2024/6/18
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韓國科學技術院(KIST)與延世大學、成均館大學合作開發出可恢復受損觸覺之人工皮膚「Smart Bionic Artificial Skin」。新開發的人工皮膚係將生物相容性材料與搭載電子元件的觸覺機能傳達系統結合,即使是無法自然治癒的永久性觸覺損傷亦可予以恢復。

皮膚一旦因外傷等造成神經組織損傷,除了失去維持生命活動時不可或缺的感覺/認知機能之外,身心上亦會感到痛苦。若損傷過重時則需要透過外科治療在患處移植人工皮膚。然而既有的人工皮膚著重於皮膚的再生,即使是接近皮膚組織的結構與環境,但仍未能讓患者的感覺恢復。

新開發的人工皮膚使用了皮膚主要成分-膠原蛋白與纖維蛋白組成的水凝膠(Hydrogel),並藉由插入的觸感感測器偵測微小的壓力變化。壓力變化則透過無線電源的頻率調變迴路轉換成電氣訊號,透過觸覺神經介面電極傳達至神經,藉此人工皮膚將可發揮與實際皮膚同樣的觸覺機能。

研發團隊發現,負責連接皮膚彈性與組織的膠原蛋白、纖維蛋白會誘發創傷周圍皮膚細胞的增生與分化,促進皮膚再生。為了測試新人工皮膚的有效性,在皮膚嚴重受損的小白鼠身上進行移植,並於第14天與對照組比較,確認具有120%以上的創傷治癒效果,小白鼠對於10~40 kPa的壓力變化(相當於以人手觸碰)呈現出不同的反應。

對於神經受損的患者而言,當皮膚再生後皮下層的觸覺感測器開始運作,日常生活的自立度將可獲得大幅度改善。此外,對於感覺功能退化的高齡人士亦將可望透過觸覺電子元件直接插入皮下,從而促進感覺機能的恢復。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/240522_kist.html
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