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Milagro médico: científicos crean piel inteligente que siente

Israel García Reyes

Israel García Reyes

Hoy se dio a conocer que científicos de Austria y de Canadá crearon, en investigaciones separadas, dos versiones de piel tecnológica que imitan las capacidades perceptivas de la epidermis humana y podrán aplicarse en prótesis médicas, principalmente.

Vanguardia publicó que según la información difundida las pieles electrónicas desarrolladas y ensayadas con distintos materiales y métodos por la Universidad Tecnológica de Graz (TU Graz) en Estiria (Austria) y la Universidad de la Columbia Británica (UBC), en Vancouver (Canadá), en dos trabajos independientes, tienen características muy similares a las de la piel humana y múltiples aplicaciones en robótica y medicina, de acuerdo con sus estimaciones.

Cabe mencionar que la piel es el órgano sensorial más grande y al mismo tiempo la capa protectora del ser humano. Este tejido presenta varias entradas (‘inputs’) sensoriales mediante las cuales “siente” diversos estímulos del entorno, trasmitiendo al cerebro información sobre la humedad, la temperatura y la presión, por ejemplo. Para la doctora Anna Maria Coclite, investigadora del Instituto de Física del Estado Sólido de la TU Graz, desarrollar un material con esas mismas propiedades multisensoriales, supondría un avance extraordinario en la tecnología de materiales artificiales inteligentes, “una especie de Santo Grial” (el objeto más buscado de todos los tiempos) según Coclite.

La investigadora dijo que tanto los robots de última generación como las prótesis médicas inteligentes equipadas con un material multisensorial “similar a la piel humana” podrían beneficiarse de un sistema de detección mejor integrado y más preciso para las necesidades médicas.

De este modo, la doctora Coclite y su equipo de investigadores de TU Graz han conseguido producir, mediante un proceso novedoso, un material híbrido multisensorial “tres en uno” destinado a la próxima generación de piel electrónica artificial. “Con 2,000 sensores individuales por milímetro cuadrado, este nuevo material híbrido es incluso más sensible que la punta de un dedo humano”.

Combinación de materiales

A su vez, cada uno de estos sensores consta de una combinación única de materiales: lleva un polímero inteligente en forma de hidrogel (producto viscoso similar a jalea o gelatina) en su interior y una cubierta de un compuesto denominado óxido de zinc piezoeléctrico, de acuerdo con la investigación.

Explica Coclite: “El hidrogel puede absorber agua y, por lo tanto, se expande con los cambios de humedad y temperatura. Al hacerlo, ejerce presión sobre el óxido de zinc piezoeléctrico, un material que responde a la presión y a todos los demás esfuerzos mecánicos generando una señal eléctrica”.

Según los investigadores el resultado de esta combinación es un material sensor muy delgado que reacciona simultáneamente a la fuerza, a la humedad y a la temperatura, captando las más mínimas variaciones de dichas condiciones en una superficie muy reducida, y emitiendo las señales electrónicas correspondientes a las variaciones que detecta.

Coclite indica que “las primeras muestras de la nueva piel artificial multisensorial ‘tres en uno’ tienen un grosor de seis micrómetros (0.006 milímetros), pero podrían ser aún más delgadas”, recordando que la epidermis humana natural tiene un grosor de entre 0.03 y 2 milímetros”.

La doctora Coclite expone que mientras que la piel humana natural percibe elementos de un tamaño de aproximadamente un milímetro cuadrado, la piel inteligente de TU Graz puede registrar objetos demasiado pequeños para ser percibidos por la piel humana, como algunos microorganismos,

Segundo proyecto

En tanto, otro equipo de investigadores de la UBC canadiense realiza ensayos con un material denominado “piel iónica”, consistente en un hidrogel suave, flexible y compatible con los tejidos biológicos, que utiliza iones, esto es, partículas atómicas que llevan una carga eléctrica.

La universidad refiere que las “pieles iónicas” hechas de hidrogeles han mostrado unas ventajas significativas, pues a diferencia de las pieles inteligentes hechas de plásticos y metales, los hidrogeles tienen la suavidad de la piel natural. Esto produce una sensación más natural en el brazo protésico o en la mano robótica donde se aplican, haciendo que sean cómodos de usar.

John Madden, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la UBC adelantó: “podríamos crear sensores que interactúen directamente con las células y el sistema nervioso”.

Madden subrayó: ”Podemos imaginar una prótesis de brazo cubierta con una piel iónica, capaz de detectar un objeto a través del tacto o la presión, y transmitir esa información al cerebro a través de los nervios. El cerebro activaría luego los motores de la prótesis necesarios para levantar o sostener el objeto detectado”.

Finalmente, la ‘piel inteligente’ desarrollada por físicos de la Universidad Tecnológica de Graz (TU Graz), en Austria, es muy similar a la piel humana: puede detectar la presión, la humedad y la temperatura y producir señales electrónicas. Es mucho más sensible que la piel natural y puede detectar microorganismos, incluso.

FOTOS: Vanguardia