Человечество меняет кожу

Группа американских ученых из Калифорнийского университета Беркли разработали технологию создания искусственной кожи, которая сопоставима с человеческой. Специальное кожное покрытие состоит из нанопроводов и обладает тактильной чувствительностью - способностью определять силу и локальность нажатия. Словом, присутствуют все человеческие параметры, за исключением болевых ощущений. Новинка может быть использована при изготовлении роботов и для создания нового поколения протезов.

Главная цель разработки - это создание универсальных роботов, обладающих тактильными ощущениями и способных к обращению с хрупкими предметами. В отдаленной перспективе на основании подобных технологий может появиться новое поколение протезов для людей.

- Наша идея - получить материал, работающий как человеческая кожа, а значит, совмещающий способности чувствовать и трогать объекты, - пишет в журнале Nature Materials руководитель команды исследователей Али Джейви. - Чтобы робот мог, например, подавать посуду, мы должны быть уверенны, что он не разобьет бокалы.

Попытки создать электронную кожу предпринимались уже давно, но в большинстве случаев для этого использовались гибкие полимерные полупроводниковые материалы, недостаток которых в большом расходе энергии. Калифорнийского ученые пошли по другому пути, создав электрические компоненты кожи с использованием гибких нанокристаллов на основе сплава кремния и германия.

Одновременно с калифорнийцами подобный материал использовали исследователи из Стэнфордского университета. Если в Университете Беркли пленку с нанопроводами наносили на полимерную подложку, то в Стэнфорде нашли другой подход. Между двумя полимерными пластами они поместили воздушные «карманы». Как утверждает один из участников проекта Чжень Бао, такой материал реагирует даже на прикосновение бабочки.

Наши специалисты ИТЭБ РАН не так давно также создали идеальное кожное покрытие, защищающее от механических повреждений и инфекции. Новый материал для лечения обширных и глубоких ран, ожогов и трофических язв представляет смесь из латекса и биоактивных растительных компонентов. В ведущих московских клиниках, например, в НИИ им. Склифосовского, для перевязки ран пользуются обычными марлевыми бинтами, которые не пропускают воздух и причиняют боль при перевязке. Новая разработка призвана пропускать воздух, чтобы рана под таким покрытием не высыхала и не намокала. Накладываемая на рану тонкая пленка растворяется в клетках пациента, активизируя выработку коллагена для зарастания раны и образования рубца. Латексная подложка после этого отваливается. Лечебные мази можно накладывать прямо на латексную пленку, имеющую микропоры, как обычная кожа. Самые тяжелые повреждения при помощи новой кожи затягиваются дня за два.

Летом 2007 года британские ученые из компании Intercytex также создали свой образец искусственной кожи, которая может быть использована для лечения ран. Нынешняя разработка, названная ICX-SKN, намного лучше врастает в настоящую человеческую кожу.

На международной выставке биотехнологий BIO в Атланте искусственно синтезированную человеческую кожу продемонстрировали немецкие специалисты. По утверждению разработчиков, их модель кожного покрытия практически идентична человеческой коже.

Для синтеза этой кожи требуется два различных типа клеток, из которых образуется эпителий. Полученный клеточный материал каждого вида размножают в специальной питательной среде. На следующей стадии оба вида выращенных клеток синтезируют в аппарате с целью получить «кожу». Искусственная кожа синтезируется примерно за три недели.

Проблемы создания «химической» кожи во многом схожи с задачами производства кожи «электронной». Химики продвинулись дальше, однако и цели у них более амбициозные, чем создать «одежду» для роботов. Синтезировать кожу для трансплантационной медицины сложнее, потому что она должна быть идентична человеческой. Она не должна отторгаться организмом, а для этого в ней должна циркулировать кровь. Немецкие ученые озабочены созданием искусственной кожи, которая будет пронизана кровеносными сосудами и капиллярами.

По расчетам экономистов, к 2010 году на регенеративную медицину в мире было потрачено примерно $ 500 миллиардов.