Una nueva piel electrónica reacciona al dolor como la piel humana
Un equipo multidisciplinar de investigadores ha diseñado un tipo de piel artificial electrónica capaz de reaccionar al dolor como la piel humana, lo que ayudará a desarrollar mejores prótesis, robótica más inteligente y alternativas no invasivas a los injertos.
Desarrollado por un equipo de la Universidad RMIT en Melbourne, Australia, el prototipo es capaz de replicar electrónicamente la forma en que la piel humana siente el dolor, ya que imita la respuesta (o feedback) casi instantánea del cuerpo y puede reaccionar a las sensaciones dolorosas con la misma velocidad que las señales nerviosas que viajan (e informan) al cerebro.
El prototipo, publicado en la revista Advanced Intelligent Systems, supone "un avance significativo hacia la próxima generación de tecnologías biomédicas y robótica inteligente", asegura Madhu Bhaskaran, investigador principal del estudio y jefe del grupo de Materiales Funcionales y Microsistemas de RMIT.
La piel, el órgano sensorial más grande de nuestro organismo, cuenta con complejas características diseñadas para enviar señales de alerta de disparo rápido cuando algo duele.
"Sentimos cosas todo el tiempo a través de la piel, pero nuestra respuesta de dolor sólo se activa en un cierto punto, como cuando tocamos algo demasiado caliente o demasiado afilado", explica Bhaskaran.
Precisamente por esta capacidad, "ninguna tecnología electrónica ha sido capaz de imitar con realismo esa sensación de dolor tan humana, hasta ahora". "Nuestra piel artificial reacciona instantáneamente cuando la presión, el calor o el frío alcanzan un umbral de dolor", afirma.
Y es que el equipo de investigadores también ha desarrollado dispositivos equipados con electrónica "estirable", capaz de detectar y responder a cambios de temperatura y presión, un avance que en el futuro podría ser una opción para los injertos de piel no invasivos.
"Hará falta un mayor desarrollo para integrar esta tecnología en las aplicaciones biomédicas, pero los fundamentos, biocompatibilidad y estiramiento similar a la piel, ya están ahí", sostiene Bhaskaran.
La investigación reúne tres tecnologías previamente patentadas por el equipo: electrónica estirable, reactivos a la temperatura y memoria electrónica.
La electrónica estirable está fabricada con materiales biocompatibles que logran una electrónica transparente, irrompible y llevable, tan fina como una pegatina.
Los recubrimientos reactivos a la temperatura son unas mil veces más finos que un cabello humano y están hechos con un material que se transforma en respuesta al calor.
Y, finalmente, la memoria que imita al cerebro está hecha a partir de unas células de memoria electrónica que copian la forma en que el cerebro usa la memoria a largo plazo para recordar y retener información previa.
El prototipo de sensor de presión combina la electrónica extensible y las células de memoria a largo plazo, el sensor de calor reúne los revestimientos reactivos a la temperatura y la memoria, mientras que el sensor de dolor integra las tres tecnologías.
Para Ataur Rahman, investigador y coautor de la investigación, el equipo ha creado "los primeros sensores electrónicos capaces de replicar características clave del complejo sistema de neuronas, vías neuronales y receptores del cuerpo" que dirigen la percepción de los estímulos sensoriales.
Y aunque algunas tecnologías también emplean señales eléctricas para imitar distintos grados de dolor, los nuevos prototipos "pueden reaccionar a la presión, la temperatura y el dolor reales, y ofrecer la respuesta electrónica correcta".
"Nuestra piel artificial sabe la diferencia entre tocar suavemente un alfiler con el dedo o apuñalarse accidentalmente con él, una distinción crítica que nunca antes se había logrado electrónicamente", concluye Rahman.