Các nhà khoa học vừa phát triển da nhân tạo, mở ra hi vọng mới cho bệnh nhân bỏng

11:38 02/10/2019

Sau thành tựu năm 2014 của các nhà khoa học Hàn Quốc, các nhà nghiên cứu Thụy sĩ giờ đây đã tiếp tục phát triển da nhân tạo lên một tầm mới.

Giống như các giác quan của chúng ta về thính giác và thị giác, xúc giác (cảm nhận khi chạm) đóng vai trò quan trọng trong cách để con người nhận thức và tương tác với thế giới xung quanh.

Y học từng nỗ lực trong việc chế tạo các loại da nhân tạo phục vụ cho quá trình phục hồi các phần cơ thể bị mất của các nạn nhân chiến tranh hoặc tai nạn. Tuy nhiên, phần da nhân tạo vẫn chưa thể mang tới cảm giác tự nhiên, nhiều công dụng như da thật ở người.

Năm 2014, các nhà khoa học Hàn Quốc đã có thành tựu sáng chế ra loại da nhân tạo có khả năng mô phỏng xúc giác của con người. Với phát minh này, da nhân tạo sẽ giúp các bệnh nhân có thể cảm nhiệt và cảm nhận bề mặt của một vật thể chạm vào. 

Tuy nhiên mới đây nhất, các nhà khoa học Thụy Sĩ còn đạt một bước tiến hơn nữa trong lĩnh vực này.

Loại da mới còn tối ưu hơn loại da nhân tạo năm 2014 của các nhà khoa học Hàn Quốc.

Vẫn thuộc lĩnh vực nghiên cứu về phản hồi xúc giác, các nhà nghiên cứu thuộc 2 trường đại học tại Thụy Sĩ đã cùng hợp tác để phát triển một loại da nhân tạo có độ mềm dẻo linh hoạt và tạo cảm giác chạm chân thực nhất từ trước tới nay. Sáng chế này có thể ứng dụng đáng kể cho lĩnh vực y tế và lĩnh vực thực tể ảo.

Bộ dẫn động mềm và hệ thống cảm biến là hai bước tiến mới trong công trình nghiên cứu lần này của các nhà khoa học Thụy Sĩ. Được làm từ loại vật liệu haptics kẹp giữa các lớp silicone, loại da mới có thể được kéo dài gấp bốn lần chiều dài ban đầu. Kết hợp với bộ dẫn động mềm, nó có thể dễ dàng trùm bọc chính xác vào các vật thể có kích cỡ khác nhau.

Bên cạnh đó, hệ thống cảm biến sẽ liên tục đo lường độ biến dạng của da, đưa ra điều chỉnh phản hồi xúc giác trong thời gian ngắn nhằm tạo nên cảm giác chạm chân thực nhất có thể.  

Mức độ cảm nhận của loại da lần này đã gần đạt tới mức nhạy cảm như da thật ở người.

Da nhân tạo chứa các bộ truyền động khí nén tạo thành một lớp màng được bơm căng bằng không khí. Các bộ truyền động có thể được điều chỉnh theo các áp suất và tần số khác nhau (lên đến 100 Hz hoặc 100 xung mỗi giây). Phần da sẽ rung lên do cơ chế phồng lên và xì hơi nhanh chóng của lớp màng này.

Một lớp cảm biến nằm trên cùng lớp màng sẽ chứa các điện cực mềm làm từ hỗn hợp gallium thể rắn - lỏng. Các điện cực này liên tục đo biến dạng của da và gửi dữ liệu đến các vi điều khiển, sử dụng chính phản hồi đó để điều chỉnh cảm giác trước khi truyền đến não bộ nhận thức của người đeo.

Hiện tại, các nhà khoa học đã tiến hành thử nghiệm loại da nhân tạo mới trên ngón tay của con người. Công nghệ này sẽ còn được cải tiến thêm trong thời gian tới theo trưởng dự án nghiên cứu: "Bước tiếp theo sẽ là phát triển một nguyên mẫu có thể được ứng dụng hoàn toàn cho việc phục hồi chức năng y học và thực tế ảo. Nguyên mẫu cũng sẽ được thử nghiệm trong các nghiên cứu khoa học thần kinh, nơi nó có thể được sử dụng để kích thích những phản ứng nơi cơ thể con người".