Une peau artificielle aussi sensible que la vraie

Des scientifiques chinois et américains ont réussi à créer une peau artificielle, qui reproduit le sens du toucher humain car capable de ressentir la résistance des objets.

La sensibilité des prothèses

 Le sens du toucher 

La peau est un organe qui nous protège des agressions extérieures, elle résiste aux infections, maintient le corps isolé et limite les pertes de liquides.
 Mais elle nous permet aussi d’interagir avec le monde, de le ressentir, de connaitre la sensation, la température, la douleur, le plaisir et même de l'utiliser.


Des tissus artificiels viennent d'être fabriqués a l'institut de technologie de Georgie, USA, aussi sensibles que notre peau. Un amas d'environ 1500 nanofibres d'oxyde de zinc pris en sandwich entre deux électrodes et chaque détecteur réagit sous l'effet d'une contrainte mécanique: la piézoélectricité.

Certains matériaux comme l'oxyde de zinc, se polarisent d'eux-mêmes dès qu'il sont soumis à une contrainte générant un courant électrique.
En retour, les nanofils convertissent l'information en signaux afin de reproduire une sensation de toucher.
Les performances sont restées les mêmes après que les circuits ont été plongés 24 heures dans l'eau distillée ou salée.

Cette peau artificielle pourrait alors équiper des prothèses humaines afin de redonner une sensibilité tactile aux personnes amputées, ou recouvrir les mains ou les doigts d'un robot pour lui conférer une meilleure dextérité.
 

Wenzhuo Wu et sa peau sensible

Défi technologique

Plusieurs défis restent à relever pourtant.
La production de peau suffisante pour recouvrir toute une main, le temps de réaction doit être amélioré et finalement des informations sur les frottements/vibrations/température.

Les peaux qui peuvent détecter la pression en fonction des variations, ne peuvent pas ressentir le poids.

"Un robot peut saisir un œuf de façon précise sans le casser a conditions qu'on lui transmette a l'avance le poids, la raideur ainsi que la rugosité.
Un bras mécanique pourra prendre un outil et sentira son poids mais si il glisse, il ne pourra pas le retenir, cette opération demande d'avoir un retour sur les efforts fournis en continu pour des pressions exercées faibles."

Des utilisations prometteuses

 

 Cette peau électronique permettrait également de détecter des étirement de sa surface et servirait par exemple dans des infrastructures afin de surveiller les contraintes mécaniques des ponts ou immeubles. Informant si besoin est de réparer ou corriger les erreurs structurelles.


Ces peaux électroniques a la pointe de la technologie sont au début de leur progression technologique, des améliorations sont déjà en étude. Un jour on pourra réhabiliter des personnes amputées ou avec des graves problèmes de peau grâce a l’électronique.


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Sources:
 http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/actu/d/medecine-peau-artificielle-aussi-sensible-toucher-peau-humaine-46228/
http://www.larecherche.fr/savoirs/rendre-robots-sensibles-au-toucher-01-10-2013-135971
 http://www.medecingeek.com/une-peau-artificielle-sensible-au-toucher/

 




 

BIOPRINTER – L'IMPRIMANTE A ORGANES

1. Les  créateurs de Bioprinter et les premières œuvres

2. Base régénératrice, os et nouvelle peau

3. L'utilisation dans les cosmétiques

L'impression 3D numérique est largement utilisée dans la fabrication d'une variété de produits en plastique et en métal. Bien que la technologie elle-même aie déjà provoqué la révolution de l'industrie de production, la prochaine étape, plus frappante sera le développement selon le modèle de bio-printer. Actuellement, toutes machines sont expérimentales. Cependant, dans l'avenir, ils seront a même de révolutionner la médecine.

Bioprinter

En quelques heures, on peut obtenir un objet bio-compatible qui comprend un grand nombre de couches très minces. Le Bioprinter peut utiliser du gel soluble pour soutenir et protéger les cellules pendant l'impression.

1. Les  créateurs de Bioprinter et les premières œuvres

En 2002, le professeur Makoto Nakamura constate que les gouttelettes d'encre de son imprimante à jet ont la même taille que les cellules humaines. Après cela, il a adapté l'imprimante et en 2008 a établi un modèle bioprinter de travail qui effectue une impression  par bio tubules. Le Professeur Nakamura espère que dans le tefutur il sera possible d'imprimer des organes internes prêts pour la transplantation.

La société Organovo

Une autre adaptation vint du fondateur de la société Organovo. Depuis Mars 2008, il a entrepris de créer un bioprinter capable de reproduire des vaisseaux sanguins et du tissu cardiaque en utilisant des cellules. Depuis 2008 Organovo a travaillé avec la société qui développa le bioprinter  de Invetech  appelé Novogen MMX. Dans ce bioprinter on crée des  bio sphéroïdes avec des dizaines de milliers de cellules. Lors de l'impression Novogen crée la première couche organique sur du papier fabriqué à partir de collagène, de gélatine ou d'autres hydrogels. Ensuite on injecte ces bio sphéroïdes, couche par couche pour créer l'objet final.

Le processus progressif

Les Bio sphéroïdes d'encre fusionnent lentement pendant le processus.

Les cellules deviennent des tissus et des organes plus complexes couche par couche.
Les capillaires et d'autres structures internes se forment naturellement après l'impression par bioprinter. Ce processus peut sembler magique.

En Décembre 2010, une société a créé en utilisant la méthode Organovo bioprinter  les premiers vaisseaux sanguins à partir de cellules provenant d'un seul donneur. Cette société a également implanté avec succès des nerfs à des animaux. Des expériences sur la greffe de tissus humains sont prévues pour 2015. Cela permettra aussi aux scientifiques de tester les médicaments dans des modèles de foie et d'organes créés par bioprinter, réduisant ainsi la nécessité des expérimentations animales.

2. Base régénératrice, os et nouvelle peau

Une équipe du laboratoire de l'ingénierie tissulaire et la médecine régénérative de l'Université de Columbia travaille sur l'application par bioprinter afin de remplacer des dents et des os.

Actuellement, une équipe de chercheurs a développé une imprimante qui peut créer de la peau. Les résultats de cette expérience étaient également très prometteurs. La cicatrisation des plaies a eu lieu en seulement deux à trois semaines. Le potentiel d'utilisation du bioprinter afin de réparer les tissus et organes de notre corps endommagés est tout simplement énorme. La plupart des patients à l'avenir pourront être réhabilités après une opération très sérieuse en moins d'une semaine.

La nouvelle peau

3. L'utilisation dans les cosmétiques

Cette technologie est très prometteuse dans le domaine de la cosmétologie. Par exemple, on pourra re-créer par bioprinter des visages humains.

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Sources :

1) http://www.ansar.ru/science/2009/12/07/333

2) http://nauka21vek.ru/archives/5452

3) http://3dp.su/bioprinting-chto-takoe-biopechat/

HAL: l’exosquelette robotique

Les difficultés à se mouvoir, le besoin de porter des charges deux à dix fois plus importantes, l’objectif de Cyberdyne va dans ce sens grâce à l’exosquelette HAL.

HAL (Membre d’assistance hybride) qui vient du nom du célèbre ordinateur de « 2001 :L’Odyssée de l’espace » de Stanley Kubrick permet ce genre d’exploits.

HAL l'exosquelette

Fonctionnement 

Le dispositif possède des capteurs bioélectriques(patch) qui se collent sur la peau.

Ce système offre à l’utilisateur un véritable système de contrôle volontaire, les impulsions électriques envoyées du cerveau aux membres sont récupérées par le capteur. 

Celui-ci envoie l’ordre aux servomoteurs d’effectuer le mouvement adéquat.

Si l’on n’arrive plus à effectuer certains mouvements suite à une blessure au niveau de la colonne vertébrale l’ordinateur et sa base de donnée permet de pâlir a ce manque.

1. Le signal électrique est récupéré par les patch
2. Les servomoteurs calculent la puissance
3. Les moteurs permettent le mouvement
4. L'ordinateur intégré analyse la fonction et la produit

A qui est destiné HAL? 

Initialement Hal a été développé pour développer les capacités existantes du corps humain.

La réhabilitation physique à usage médical est sa priorité : entrainement physique, renforcement des muscles, renforcement des mouvements, correction de paralysie.

L’utilisation en soins infirmiers est le second usage imaginé par le créateur : porter des personnes à mobilité réduite ou surpoids.

L’armée s’intéresse aussi à cette amélioration du tonus et levage de charges pour un usage purement militaire.

Amélioration du tonus

Caractéristiques techniques

Taille : 1.6 m

Poids : 15kg (jambes) 23kg (Total)

Energie : batterie 100Volts

Autonomie :  environ 2h40 en fonctionnement continu, 5h pour une utilisation normale

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Sources:

http://news.doctissimo.fr/Medicaments/HAL-l-exosquelette-robotique-qui-demultiplie-la-force-musculaire-22911

http://fr.wikipedia.org/wiki/Hybrid_assistive_limb

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