Triển vọng thay thế các bộ phận cơ thể bằng máy móc
Bộ phận cơ - sinh học (bionic) là những cỗ máy thay thế bộ phận cơ thể, có thể hoạt động tốt hơn và lâu hơn bộ phận sinh học đã bị hỏng của chúng ta.
Hãy hình dung cơ thể chúng ta giống như một chiếc ôtô: Khi nó cũ đi và các bộ phận bắt đầu ngừng hoạt động, bạn có thể gửi nó đến trạm sửa chữa và thay thế những bộ phận đó. Ðó chính là khái niệm về những bộ phận cơ - sinh học (bionic), những cỗ máy thay thế bộ phận cơ thể, có thể hoạt động tốt hơn và lâu hơn bộ phận sinh học đã bị hỏng của chúng ta.
Da bionic có thể cảm nhận đồ vật
Một nhóm các nhà nghiên cứu Hàn Quốc, đứng đầu là TS. Kim Dae-Hyeong cho biết đã chế tạo được một loại “da” cơ - sinh học đàn hồi và thậm chí còn có thiết bị tỏa nhiệt bên trong để cho cảm giác y như da thật.
Sản phẩm được cấu tạo bằng một loại vật liệu silicon đàn hồi, trong suốt có tên là polydimethylsiloxane (PDMS). Nhúng trong vật liệu này là những sợi nano silicon phát ra dòng điện khi co hoặc giãn, tạo ra tín hiệu xúc giác, cũng như cho cảm nhận về đồ vật nóng hay lạnh.
Các cảm biến độ ẩm được chế tạo từ những tụ điện và thử nghiệm trên các loại tã thấm khác nhau cho thấy nó có thể phân biệt được giữa tã khô và ướt.
Bằng cách điều chỉnh hình dạng của cấu trúc sợi nano silicon, có thể điều chỉnh mức độ giãn của da nhân tạo. Với những vùng da không cần giãn nhiều, như đầu ngón tay, các sợi nano được sắp xếp dày hơn để tối đa hóa độ nhạy. Với những vùng như khuỷu tay cần độ đàn hồi nhiều, các sợi nano bố trí cong hơn, giúp chúng có thêm tới 16% không gian để giãn ra.
Hệ thống đã được thử nghiệm trên các động vật nhỏ. Bước tiếp theo, các nhà nghiên cứu dự định sẽ tiếp tục phát triển những phiên bản mới hơn như mạng lưới cảm biến phức tạp tạo ra chức năng cảm giác cơ học và nhiệt giống như da thật.
Bàn tay bionic điều khiển bằng tín hiệu thần kinh
Lần đầu tiên trên thế giới, bàn tay robot được điều khiển bằng tín hiệu từ chính cơ và dây thần kinh của người bệnh đã phục hồi được chức năng phức tạp của bàn tay cho ba bệnh nhân bị mất tay ở Áo.
Cả ba bệnh nhân đều bị tổn thương đám rối thần kinh cánh tay do tai nạn xe hơi hoặc leo núi. Đây là nơi chịu trách nhiệm kết nối thần kinh giữa bàn tay và các dây thần kinh ở cổ, có nhiệm vụ điều khiển cử động của bàn tay và cánh tay.
Tuy nhiên, nhờ bàn tay cơ - sinh học công nghệ cao được lắp những cảm biến có thể đáp ứng với xung điện phát ra từ cơ của người bệnh - những bệnh nhân này đã phục hồi được các cử động khéo léo như đổ nước từ bình, sử dụng chìa khóa, cắt bằng dao, cởi khuy áo và nhặt bóng.
Để sử dụng được tay giả, trước hết bệnh nhân sẽ được hướng dẫn cách điều khiển cánh tay “ảo” thông qua cử động cơ bắp trong ý nghĩ. Tiếp theo, bệnh nhân sẽ “làm việc” với bàn tay máy mà sau này sẽ thay thế cho bàn tay đã “hỏng”.
Sau đó 9 tháng, các bệnh nhân được tiến hành cắt cụt bàn tay đã mất chức năng. 3 tháng sau, bệnh nhân được lắp bàn tay cơ - sinh học, tiếp đó là phục hồi chức năng. Bàn tay giả sẽ hoạt động thông qua những cảm biến kết nối với một đường truyền thần kinh kiểu mới, bắt nguồn từ mô thần kinh và cơ lành của chính người bệnh.
Cho đến nay, qui trình mới chỉ được thực hiện ở Phòng thí nghiệm Christian Doppler, Trường đại học Y Vienna, Áo. Song theo các nhà nghiên cứu thì “không có giới hạn nào về kỹ thuật hoặc phẫu thuật ngăn cản việc thực hiện quy trình này ở những cơ sở có trình độ chuyên môn và nguồn lực tương tự”.
Da bionic có thể cảm nhận đồ vật.
Tim bionic không cần đập
Loại tim cơ sinh học đầu tiên đang được Công ty BiVACOR phát triển sẽ không giống như trái tim thông thường. Thiết bị sẽ không bơm máu qua các mạch máu của cơ thể qua những nhịp đập. Thay vào đó, nó sẽ đẩy máu đi khắp cơ thể theo những ống dẫn bằng bạc. Thiết bị được hy vọng sẽ mang lại cho những người bị suy tim mạn tính cơ hội để có trái tim mới khỏe hơn và đáng tin cậy hơn.
Trung bình tim của một người đập 42 triệu lần mỗi năm, có nghĩa là tim - cơ sinh học sẽ phải có rất nhiều bơm và cùng với đó là khả năng nó sẽ bị mòn hỏng nhanh chóng. Đó là lý do tại sao các nhà khoa học đang hướng tới việc phát triển một loại tim cơ - sinh học không cần đập để đẩy máu đi khắp cơ thể, tới tận đầu các ngón chân ngón tay.
Loại tim nhân tạo mới này sẽ có những bơm ly tâm mạnh, cùng những bộ điều khiển thông minh có thể thích nghi với mức độ hoạt động thể lực. Thiết bị cũng đủ nhỏ để dùng cho trẻ em và dự kiến sẽ hoạt động từ 5 - 10 năm. Thử nghiệm trên động vật lớn cho thấy, động vật thí nghiệm có thể đi trên máy đi bộ và sống được một tháng trước khi được giết để kiểm tra tác động của thiết bị đối với toàn cơ thể. Kết quả kiểm tra đã chứng tỏ chức năng thận, phổi cũng mọi thứ khác đều diễn ra tốt đẹp.
(Theo medicaldaily.com)