Ученые из университета Джона Хопкинса (APL) создали маленькое и мощное компактное ,носимое холодильное устройство -тонкопленочный термоэлектрический охладитель (TFTEC), и совместно с нейробиологами тестировали возможность восстановить термочувствительность у людей с ампутированными конечностями в фантоме конечности.
Это разработка может быть использована в различных приложениях, таких как бионические протезы, тактильные ощущения в дополненной реальности (AR) или обезболивание с помощью термомодулированной терапии.
Также эта технология может быть использована в промышленности или в исследованиях.
Разработку TFTEC в APL начал в 2016 году инженер по полупроводниковым системам Рама Венкатасубраманян.
В лаборатории APL были разработаны инновационные тонкопленочные термоэлектрические материалы, контролируемые иерархически спроектированные сверхрешетчатые структуры (CHESS)
В ходе разработки технологии появилась идея использования устройства для улучшения ощущений температуры в протезах у людей с ампутированными конечностями.
Таким образом, APL, которая с 2006 года занимается вопросами разработки протезов, продолжила усилия по созданию искусственно управляемой конечности, с максимально естественными двигательными и сенсорными способностями, для пациентов с ампутированными конечностями.
Для этих целей и был разработан носимый TFTEC.
Для испытания эффективности TFTEC исследователи проверили картирование тепловых ощущений в фантомных руках у четырех человек с ампутированными конечностями.
Результаты тестирования устройства были опубликованы в Nature Biomedical Engineering.
Как показало исследование, устройство TFTEC вызывало ощущение холода в фантомных конечностях у всех участников во время тестов на восприятие холода, в то время как традиционная термоэлектрическая технология позволяла вызывать это только у половины из них. Кроме того, TFTEC позволяла получить ощущения в восемь раз быстрее и в три раза интенсивнее. Также технология TFTEC требует в два раза меньше энергии, по сравнению с существующими термоэлектрическими устройствами.
Область стимуляции не менялась в течение 48 недель испытаний, что позволяет рассчитывать на то, что пользователи смогут ощущать температуру в отсутствующих руках в течение многих лет.
Команда APL планирует продолжить исследования для совершенствования технологии и возможности широкого использования в медицине.
