Gli scienziati imperiali tendono l'interfaccia del ceppo dell'ri-ingegnere per la protesi più comoda

La gente che ha fatta eliminare gli arti utilizza spesso le armi false ed i cosciotti, conosciuti come la protesi, per migliorare la mobilità e l'indipendenza - ma 75 per cento degli amputati d'uso incontrano i problemi come le lacerazioni del rivestimento, l'ulcerazione e le bolle.

Per indirizzare questa, gli scienziati imperiali vogliono l'interfaccia del ceppo dell'ri-ingegnere per diventare resistente alla lucidatura, rendendola più spessa e per migliorare a sopportare il peso e la forza meccanica.

Il Dott. Claire Higgins ed il Dott. Colin Boyle, dal dipartimento imperiale della bioingegneria, vogliono usare l'interfaccia spessa e dura dalla sogliola del piede come modello per l'interfaccia più solida del ceppo. Sperano che questo diminuisca sfregare e dolore dalla protesi.

Sono autori principali di nuovo documento, pubblicati negli avanzamenti di scienza, che esamina che cosa rende la sola interfaccia così resistente.

Il Brogan di Caroline ha parlato al Dott. Higgins per scoprire perché il lavoro del suo gruppo potrebbe migliorare le vite degli amputati.

Che emissioni state provando ad affrontare?

Molti amputati usano la protesi per provare ad emulare la libertà di circolazione e l'indipendenza che la gente sana ha. Le mani prostetiche, per esempio, possono lasciare gli amputati prendere gli oggetti ed i cosciotti prostetici possono aiutarli per camminare ancora. Per questo motivo, la protesi è inestimabile - ma sono egualmente cariche di problemi.

Un'emissione è che sfregano contro interfaccia che non è fornita per occuparsi dello sfregamento o del supporto del troppo peso. L'interfaccia del ceppo riparte, causando la vescica e l'ulcerazione, che possono piombo all'infezione ed a molto dolore.

I problemi possono significare che gli amputati trovano spesso più sollievo dal decollo della loro protesi che essi fanno dall'uso loro. Vogliamo contribuire a cambiare quello.

Perché avete guardato a sola interfaccia per contribuire a stump l'interfaccia?

Il fondo del piede è coperto in che cosa è conosciuto come interfaccia plantare. Questa interfaccia è unica alle sogliole dei nostri piedi ed è specialmente spessa e riempita, che lo aiuta per restare intatto quando sopporta il nostro peso e sfrega contro le scarpe.

L'interfaccia sulle nostre armi ed i cosciotti, tuttavia, non è destinata per sopportare il peso, o per avere materiali duri sfregare contro di. Ci siamo scoperti che chiediamo perché l'interfaccia sotto non riparte quando ci muoviamo intorno o indossiamo le scarpe; e se possiamo isolare quei beni e comprenderlo in qualche modo nell'interfaccia del ceppo. Immagini alte e basse di confronto che indicano che i livelli di sola interfaccia (plantare) del piede sono molto più spessi dell'interfaccia dell'organismo.

Che cosa il vostro nuovo studio mostra?

Sareste perdonato per il pensiero che l'interfaccia plantare spessa si sviluppa poichè un adattamento a pressione mentre cresciamo, ma il suo spessore è in effetti genetici. Ciò che già abbiamo saputo, ma abbiamo voluto vedere se potessimo scoprire come quel lavora praticamente: che cosa rende la sola interfaccia così dura?

Abbiamo usato i modelli di calcolo per analizzare il trucco di sola interfaccia e come si comporta diversamente ad interfaccia regolare sotto pressione. Abbiamo trovato che il livello esterno di sola interfaccia, del corneum dello strato, di giochi il più grande ruolo in interfaccia proteggente dagli strappi e di bolle. Questo livello è molto più spesso in sola interfaccia che altri tipi dell'interfaccia.

Abbiamo trovato che l'interfaccia più spessa non ha protetto la sola interfaccia dall'ulcerazione. Invece, abbiamo trovato che il più grande fattore nella protezione dell'interfaccia sola dall'ulcerazione è le forti proteine strutturali di modo, chiamate cheratina e collageno, siamo sistemati. Abbiamo trovato che l'epidermide, che è il livello seguente giù dal corneum dello strato, contiene molto più cheratina come pure tipi differenti di cheratine, che nell'altra interfaccia, che aiuta la sola interfaccia per resistere alle rotture.

Similmente, abbiamo trovato che il collageno è sistemato molto più densamente “in gruppi„ in interfaccia plantare e che le fibre stesse del collageno sono più spesse.

Questi fattori tutti contribuiscono ad interfaccia plantare che è più dura e più resistente alla lesione - caratteristiche che gli amputati potrebbero realmente trovare utile per i loro ceppi.

Come i vostri risultati vi aiuteranno a indurirsi sull'interfaccia del ceppo?

Speriamo che il nostro documento contribuisca a definire esattamente a cui stiamo tendendo quando pensiamo all'interfaccia più dura del ceppo.

Ora sappiamo che l'interfaccia del ceppo ha bisogno delle fibre più spesse del collageno, dei gruppi più spessi del collageno e dei tipi differenti di cheratine di comportarsi come la sola interfaccia fa - così ora dobbiamo risolvere come fare questo!

Quella è abbastanza la sfida! Che cosa è seguente per voi?

È in modo logistico una sfida importante da tradurre ai pazienti, ma già abbiamo definito scientifico parecchi viali che potenziali che speriamo saremo fruttuosi - quei principali che comprendono materiale genetico nell'interfaccia del ceppo per aiutarla per svilupparsi più densamente ed usando i soli dagli innesti di interfaccia ispirati da interfaccia.

Tutta l'interfaccia ha il potenziale di svilupparsi nei modi diversi, in modo da potremmo anche manipolare il materiale genetico che è già nell'interfaccia del ceppo per cambiare il suo trucco. Per esempio, potremmo iniettare le celle chiamate fibroblasti che avviano la produzione del collageno ed alterano il tipo di cheratina prodotto, facenti l'interfaccia mettiamo a strati più densamente col passare del tempo.

Alternativamente, potremmo catturare le cellule epiteliali plantari e coltivarli nei livelli spessi in laboratorio, che poi sarebbe stato innestato sui ceppi.

Ancora non sappiamo utile questi approcci saranno, in modo da stiamo tenendo le nostre menti aperte e stiamo esplorando tutti i viali. Parallelamente immagini di confronto che evidenziano differenza in portante fra la sogliola del piede (plantare) e l'interfaccia dell'organismo

Potreste dire questo siete un nuovo campo di ricerca interamente?

Il nostro approccio a migliorare le vite degli amputati è piuttosto differente che la maggior parte. La maggior parte dei ricercatori esaminano come migliorare la protesi stesse, in modo dal nostro lavoro sul miglioramento dell'interfaccia fra la persona e la tecnologia è abbastanza unico.

Forse il nostro lavoro ispirerà più scienziati pensare creativo per migliorare l'interfaccia del ceppo e per rendere le vite degli amputati normali come possibile.

Source:
Journal reference:

Boyle, C.J., et al. (2019) Morphology and composition play distinct and complementary roles in the tolerance of plantar skin to mechanical load. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.aay0244.