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Gibt es bald Prothesen mit künstlicher Haut, die fühlen kann?

Haut

Forschern in den USA ist ein weiterer medizinischer Meilenstein hin zu Prothesen, die einen Tastsinn ermöglichen, gelungen. Genauer ist es nun erstmals möglich, künstliche Haut mit Nervenzellen zu verknüpfen. Hinter der Entwicklung stehen die Stanford University und das Xerox Palo Alto Research Center.

Was können Prothesen mit künstlicher Haut?

Die medizinischen Prothesen, die nach Verlust der Hand dieses wichtige Glied ersetzen, konnten bisher immerhin einfaches Greifen vollziehen. Aber den für den Menschen so wichtigen Tastsinn hatten diese Prothesen nicht. Nun aber haben Wissenschaftler in Kalifornien eine elektronische Sensorhaut entwickelt, wie das Fachmagazin Science berichtete. Diese Haut ist mehrschichtig und in Bewegungsabläufen flexibel. Sie kann einen Druckreiz in optische Signale umwandeln. Diese wiederum können an das Nervensystem weitergeleitet und dort verarbeitet werden. Daher könnte sich diese Haut für Prothesen, aber auch für Aufgaben in der Entwickelung von Robotern eignen.

Die zwei Schichten der künstlichen Haut

Die künstliche Sensorhaut besteht aus zwei Schichten, damit der Druckreiz über mehrere Ebenen an das Nervensystem weitergeleitet werden kann. Die obere Schicht der Haut wird gefertigt aus einem beweglichen, sehr dünnen Kunststoff (Polyurethan). In diese Schicht eingebracht sind kleine Nanoröhrchen aus Kohlenstoffmaterial. So entstehen mit zunehmender Stärke des Druckreizes höher werdende elektrische Spannungen bis 11 Volt. Ebenfalls integrierte Transistoren wandeln diese Spannung um in elektrische Pulse, die Frequenzen haben von 0 bis 200 Hertz. Das bedeutet: Je stärker der Druckreiz ist, desto höher ist die Frequenz. Diese Pulse werden in die Leuchtdiode in der zweiten Schicht weitergeleitet, die dann – abhängig von der Signalstärke – aufblitzt. Diese Lichtblitze wirken auf die Nervenzellen von Mäusen, die im Labor gezüchtet und in die Haut eingebracht werden. Diese Nervenzellen setzen dann elektrische Impulse, die im Nervensystem weiterverarbeitet werden können. Das Besondere daran ist, dass mit dieser künstlichen Haut nun erstmalig eine vollständige Signalkette hergestellt werden konnte – von mechanischen Druckreizen bis hin zu Nervenimpulsen. Es bleibt aber noch das Problem, diese Apparatur mit den Nervensystemen lebender Individuen zu verbinden. Neben dem Tastsinn sollen auch Wahrnehmungsmöglichkeiten für Feuchtigkeit, Temperatur und Oberflächenstruktur entwickelt werden. Dafür sind weitere Studien notwendig.

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