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Crianças com a paralisia cerebral a tirar proveito “dos músculos artificiais”

A equipa de investigação recebe o financiamento start-up para desenvolver a cinta médica motorizada primeiro--seu-amável

Uma equipe dos pesquisadores da universidade de Delaware recebeu quase $200.000 no financiamento start-up para desenvolver um dispositivo motorizado do pé do tornozelo para crianças com paralisia cerebral (CP) que inclui um músculo artificial novo.

A cinta é o primeiro mais baixo dispositivo da extremidade projetado corrigir o alinhamento ou fornecer o apoio usando o delicado músculo-como “materiais espertos,” sabido como os actuadores dieléctricos do elastómetro, que contratam em resposta à corrente elétrica.

Feito dos materiais elásticos disponíveis imediatamente, estes músculos artificiais imitam pròxima a função do músculo esqueletal do corpo e podem ajudar as crianças com PC que se esforçam para terminar uma escala do movimento sob sua própria potência. O dispositivo é de pouco peso, compacto e silencioso, também, reduzindo o tamanho da ortose necessário ao aumentar o grau do portador de liberdade no movimento -- uma melhoria vasta sobre tecnologias mais pesadas, mais rígidas.

A paralisia cerebral (CP) é a desordem de motor a mais comum em populações pediatras. Se em 323 crianças nos Estados Unidos é diagnosticado com PC, com a maioria que precisa dispositivos múltiplos sobre sua vida de melhorar sua mobilidade, de acordo com a fundação de pesquisa de Alliance da paralisia cerebral.

A concessão de QED foi concedida pelo centro da ciência da cidade da universidade em Philadelphfia. QED é curto para “quod erat demonstrandum,” um significado latino da frase provado como demonstrado.

A equipe da faculdade de UD de ciências da saúde está entre quatro equipes selecionadas financiando entre de 50 candidatos das 12 instituições no programa do Prova--Conceito de QED, projetado ajudar pesquisadores a comercializar seu trabalho. A concessão, financiada ingualmente com o programa de QED e o UD, será usada para desenvolver um protótipo do dispositivo médico. Uma segunda equipe conduzida pelo bioengineer Lucas Lu de UD, que está trabalhando em um dispositivo para detectar pilhas de circulação do tumor, igualmente era um finalista na competição.

O projecto financiado será conduzido por Ahad Behboodi, um candidato doutoral no programa da ciência da biomecânica e do movimento de UD e investigador principal do projecto. O projecto co-PI's inclui o conselheiro do Lee, do Behboodi de Samuel e o professor adjunto no departamento da fisioterapia; Martha Salão, director da inovação para o laboratório do projecto; Arco de Elisa, professor adjunto no departamento do Kinesiology e fisiologia aplicada; e brânquia de Prabhpreet, associado licenciando no escritório de transferência da tecnologia da universidade, que é abrigado no escritório da inovação e das parcerias econômicas (OEIP).

A equipe de UD foi incentivada competir para a concessão de QED pela brânquia e a alegria Goswami, director-adjunto da transferência tecnológica em UD. A “brânquia e a alegria empurraram-nos realmente e ajudado nos pense além da ciência para desenvolver um produto que possa beneficiar povos,” disse o Lee.

A brânquia e Goswami trabalharam pròxima com a equipa de investigação durante todo o processo de selecção do programa, recomendando e ajudando com a documentação e as apresentações exigidas. Durante o período de uma concessão de 12 meses, a equipa de investigação de UD continuará a receber o apoio às empresas de OEIP, assim como o treinamento personalizado dos peritos da indústria.

“Como os profissionais da transferência tecnológica, um de nossos papéis chaves é identificar tecnologias da fase inicial e para facilitar o processo de tradução para construir soluções do real-mundo,” Brânquia disse. “Nós estamos aqui construir uma ponte sobre a diferença entre a pesquisa e a inovação. Esta concessão de QED é o começo de nossa viagem para a comercialização desta tecnologia e nós temos uma equipe forte a fazer que acontecem.”

Potência artificial Leveraging do músculo

O objectivo principal de dispositivos ortóticos para crianças com PC é aumentar ou manter a mobilidade e a independência. As tecnologias tradicionais, contudo, incluem tipicamente um escudo plástico rígido que guardare o pé em uma posição neutra. Quando isto mantiver o estábulo do tornozelo e do pé, não permite o movimento, que pode fazer com que os músculos se enfraqueçam e se atrofiem do desuso.

Isto é o lugar onde o dispositivo propor da equipa de investigação de UD é diferente.

“Ter um dispositivo activo que possa ajudar a crianças com PC potencial pode minimizar esta atrofia, porque agora o músculo está atravessando uma escala do movimento,” Lee disse.

Por exemplo, se uma criança precisa a ajuda que levanta seus dedos do pé para que seu pé cancele a terra enquanto anda, o dispositivo pode ajudar aos músculos dianteiros da vitela a levantar acima o tornozelo. Os pesquisadores disseram que podem imaginar a cinta que está sendo usada como um dispositivo de exercício, também, onde o músculo artificial pôde resistir contra os movimentos da criança para reforçar ou esticar os músculos, ou aumentam a escala do movimento.

“Por agora, o dispositivo pode somente ajudar contracções do músculo do portador a próprias mas nós podemos personalizar onde nós pomos a força para mudar o movimento,” dissemos Behboodi. “No futuro, nós podemos adicionar a tecnologia elétrica funcional da estimulação, que é uma área de pesquisa principal no laboratório do Dr. Lee, a também provocamos os músculos, quando necessários. Isto melhoraria o sincronismo e a potência da activação do músculo, desse modo reforçando o músculo e melhorando a coordenação de passeio do usuário.”

A inspiração para o dispositivo wearable de tornozelo-pé cresceu fora do trabalho doutoral de Behboodi com Lee, que se centrou sobre a criação músculo artificial de um exoskeleton posto para as extremidades superiores das crianças com a capacidade limitada para levantar seus braços. Os pares tinham desenvolvido igualmente um método para descodificar o ciclo de passeio individual das crianças com PC a fim compreender quando e onde os dispositivos assistivas poderiam ajudar a activar os músculos específicos, assim que criar um dispositivo da baixo-extremidade era uma extensão natural deste trabalho.

Behboodi e o Lee recrutaram a ajuda de Salão, cuja a experiência consiste em projetar dispositivos wearable, e arco, um coordenador biomecânico e próteses/desenhista do orthotics, para ajudar a trazer o dispositivo à vida. A equipa de investigação actualmente está construindo componentes do músculo artificial e está refinando o projecto do protótipo. Em termos do projecto total, Salão explicou que é importante criar algo que é como o real-mundo como possível.

“Nós devemos pensar sobre o que é funcional, confortável e aceitável para crianças,” Salão dissemos. “Se nós criamos algo fresco no laboratório e não é realmente útil a uma criança fora do ajuste do laboratório, não está indo ser usado.”

Quando Salão e o arco trabalharem no olhar e na sensação do dispositivo wearable, Behboodi e o Lee estão finalizando o software informático que opera o músculo artificial. O trabalho futuro envolverá validar o dispositivo em um modelo de um pé artificial e de um tornozelo para testar junto os componentes antes do teste e do refinamento com assuntos humanos.

Porque o projecto avança, a brânquia e Goswami continuarão a recomendar e ajudar à equipe com a revelação, o mercado e o financiamento de seu dispositivo, incluindo atraindo a atenção dos accionistas e das empresas que podem querer comercializar a tecnologia.

“Nosso trabalho não termina até que a inovação avance a um produto final e obtenha integrada no mercado,” disse Goswami.