每30秒，世界上就有一名糖尿病患者的腿因病被迫截肢。這些患者經(jīng)?；加猩窠?jīng)病變，下肢感覺喪失，因此無法檢測到由不合適假體造成的損傷，從而導致截肢。加拿大科學家近日在美國物理聯(lián)合會期刊《生物微流體》上，展示了他們使用支持微流體的柔性機器人技術(shù)開發(fā)的新型假肢，有望大大減少腳踝和膝關(guān)節(jié)截肢患者的皮膚潰瘍和疼痛。
通常糖尿病患者截肢后使用的假體包括織物和硅膠襯墊，可添加或移除以改善貼合性。截肢者需要手動更換襯墊，但神經(jīng)病變會導致感覺不佳，使這一切變得困難，并可能對剩余肢體造成更多損傷。
滑鐵盧大學研究人員說，典型的硅/織物肢體襯墊不是創(chuàng)造一種新型的假肢窩，而是被單層襯墊取代，該襯墊集成了軟流體執(zhí)行器作為接口層。這些執(zhí)行器的設(shè)計目的是根據(jù)殘肢的解剖結(jié)構(gòu)將其充氣至不同的壓力，以減輕疼痛并防止壓瘡。
研究小組開發(fā)了一種使執(zhí)行器小型化的方法。他們設(shè)計了一個帶有10個集成氣動閥的微流控芯片來控制每個執(zhí)行器。整個系統(tǒng)由一個微型氣泵和兩個向微流控芯片提供空氣的電磁閥控制?？刂葡湫《p，可以作為假肢的一部分佩戴。
研究小組中包括在假肢裝置方面擁有豐富經(jīng)驗的醫(yī)務(wù)人員，他們提供了假肢窩所需壓力的詳細數(shù)據(jù)。該小組對每個致動器提供的接觸壓力進行了廣泛的測量，并將這些與工作假體的所需壓力進行了比較。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有10個執(zhí)行器都能產(chǎn)生所需范圍內(nèi)的壓力，這表明新設(shè)備在實際應(yīng)用場景中將運行良好。研究小組計劃展開進一步的研究，將壓力傳感器直接集成到假肢襯墊中，還可能使用新推出的包含壓力傳感材料的針織柔軟織物。
總編輯圈點
當提到新型假肢，往往想到的是那些具有腦機接口功能、能靈敏完成各種抓握動作的機械手。但其實，更常用到的假肢，正是文中提到的這種。但機械與肉體的結(jié)合并沒有外界想象得那么輕松，病人會痛，皮膚會因擠壓長出潰瘍或者壓瘡。于是，研究人員將柔性機器人技術(shù)用到了新型假肢，一個帶有10個集成氣動閥的微控芯片可進行控制，根據(jù)殘肢結(jié)構(gòu)來調(diào)整不同的壓力，從而讓假肢佩戴者能夠更加舒適。這是一項能讓一群人實實在在受益的創(chuàng)新。(科技日報記者 張夢然)
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