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柔性機械假肢可減輕使用者痛苦

發(fā)布時間:2022-06-29 13:45:00來源: 科技日報

  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(dǎo)致截肢。加拿大科學(xué)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(dǎo)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(xué)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。控制箱小而輕,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)。該小組對每個執(zhí)行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。(記者張夢然)

(責(zé)編: 李雨潼)

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