开发可同时再生皮肤和传递感觉的人造皮肤

发布时间：2024-04-08 17:36:03 栏目：今日更新

导读 烧伤、皮肤病和创伤等皮肤缺陷导致的神经组织损伤会导致维持生命活动所必需的感觉和认知功能丧失，以及精神和身体上的痛苦。如果损伤严重到...

烧伤、皮肤病和创伤等皮肤缺陷导致的神经组织损伤会导致维持生命活动所必需的感觉和认知功能丧失，以及精神和身体上的痛苦。如果损伤严重到无法自然愈合，则需要进行手术治疗，在受影响区域植入人造皮肤，但迄今为止开发的人造皮肤主要侧重于皮肤再生，提供类似于皮肤组织的结构和环境，但尚未恢复患者的感觉。



由生物材料中心的 Youngmee Jung 博士和后硅半导体研究所的 Hyunjung Yi 博士领导的研究小组与延世大学的 Ki Jun Yu 教授和成均馆大学的 Tae-il Kim 教授合作，开发出一种可植入人体的触觉智能仿生人造皮肤。该工作发表在《自然通讯》杂志上。

与注重皮肤再生的传统人造皮肤不同，智能仿生人造皮肤通过融合生物相容性材料和电子设备实现的触觉功能传递系统，甚至可以恢复永久受损的触觉。

该团队开发的人造皮肤是一种由胶原蛋白和纤维蛋白(皮肤的主要成分)组成的水凝胶，可以通过插入基于裂缝的触觉传感器来检测甚至很小的压力变化。

感测到的压力变化通过供电压力频率调制 (WPPFM) 电路转换为电信号，然后通过触觉神经接口电极传输到神经，使设备能够执行与皮肤相同的触觉功能。

研究人员还发现，负责皮肤弹性和组织连接性的胶原蛋白和纤维蛋白会触发伤口周围皮肤细胞的增殖和分化，从而促进皮肤再生。

该智能仿生人造皮肤被植入皮肤严重损伤的大鼠体内，测试其促进皮肤再生和重建触觉功能的功效，植入后14天，与对照组相比，伤口愈合效果达到120%以上。此外，它还检测到10至40 kPa的压力范围(类似于人类指尖感受到的压力范围)的外部变化，并相应地调整电信号以改变大鼠的反应。