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柔性機械假肢可減輕使用者痛苦
每30秒，世界上就有一名糖尿病患者的腿因病被迫截肢。這些患者經常患有神經病變，下肢感覺喪失，因此無法檢測到由不合適假體造成的損傷，從而導致截肢。加拿大科學家近日在美國物理聯合會期刊《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開發的新型假肢，有望大大減少腳踝和膝關節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，但神經病變會導致感覺不佳，使這一切變得困難，并可能對剩余肢體造成更多損傷。
滑鐵盧大學研究人員說，典型的硅/織物肢體襯墊不是創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行器作為接口層。這些執行器的設計目的是根據殘肢的解剖結構將其充氣至不同的壓力，以減輕疼痛并防止壓瘡。
研究小組開發了一種使執行器小型化的方法。他們設計了一個帶有10個集成氣動閥的微流控芯片來控制每個執行器。整個系統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驗的醫務人員，他們提供了假肢窩所需壓力的詳細數據。該小組對每個執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。
結果發現所有10個執行器都能產生所需范圍內的壓力，這表明新設備在實際應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
【總編輯圈點】
當提到新型假肢，往往想到的是那些具有腦機接口功能、能靈敏完成各種抓握動作的機械手。但其實，更常用到的假肢，正是文中提到的這種。但機械與肉體的結合并沒有外界想象得那么輕松，病人會痛，皮膚會因擠壓長出潰瘍或者壓瘡。于是，研究人員將柔性機器人技術用到了新型假肢，一個帶有10個集成氣動閥的微控芯片可進行控制，根據殘肢結構來調整不同的壓力，從而讓假肢佩戴者能夠更加舒適。這是一項能讓一群人實實在在受益的創新。
來源：科技日報
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