Dagens protetiska lemmar är verktyg - bokstavligt fästa vid kroppen.

De hjälper till med de dagliga aktiviteter som påverkar livskvaliteten, men de är inte integrerade i användarens kropp som våra intakta lemmar. Den varningen utgör en utmaning för ingenjörer, forskare och läkare - gör en protetisk hand som är lika kapabel som den som gick förlorad.

Den saknade länken? Känslan.

Ingenjörer på CU Boulder arbetar med det problemet, perfektion av protetiska fingertoppssensorer som gör att patienter faktiskt kan känna taktila och sensoriska känslor genom nervgränssnitt. Dessa fingertoppssensorer skulle så småningom kunna användas i kliniska hemförsök för amputerade med neurala gränssnitt för sensorisk restaurering.

Jacob Segil, en CU Boulder -instruktör och forskare inom veterinärvetenskaplig forskning, leder projektet här genom en ny $200, 000-kontrakt från U.S. Department of Veterans Affairs. Hans arbete är i samarbete med Functional Neural Interface Laboratory vid Louis Stokes Cleveland VA Medical Center.

Tipsen kommer att paras med arbete som utförs av olika grupper, inklusive Case Western Reserve University Professor Dustin Tyler och hans team i Functional Neural Interface Laboratory. Den gruppen har utvecklat teknik som kan "prata" med nerver. Elektroder placeras inuti den amputerade bredvid nerver och muskler som brukade tjäna handen som förlorades. Elektriska strömmar stimulerar olika nervfibrer att producera realistiska förnimmelser som känns som om de kommer från den saknade handen eller armen.

Mätningarna av beröring från Segils fingertoppssensorer möjliggör bättre kontroll av en protes av den amputerade och, de hoppas, mer utföringsform av protesanordningen. Det är, de stänger slingan mellan hjärnan, nervsystemet och protesen – blandar människa och maskin helt samman.

"Amputerade kommer att få en bättre upplevelse och försörjning om vi bygger dem en förkroppslig lem snarare än ett verktyg som är helt bedövat, " sa han. "Det behöver inte ha fem fingrar, ben eller senor. Det kan vara av plast, kolfiber och metall. Den kan vara batteridriven. Men den viktigaste delen är att det är psykologiskt integrerat med dem – att det förkroppsligas."

Ursprungligen, Segil och hans team använde ett fröbidrag från multifunktionella materialinterdisciplinära forskningstema för att skapa fingertoppssensorerna med hjälp av Correll Lab vid CU Boulder och docent Richard Weir på CU Denvers Anschutz Medical Campus. Tipsen delades sedan med olika externa grupper som arbetade med sensorisk restaurering inklusive Nitish Thakor vid Johns Hopkins University, Greg Clark vid University of Utah, Jacqueline Hebert vid University of Alberta, och Tylers team.

Cleveland VA lade märke till arbetet och erbjöd det nya kontraktet att göra 25 fler för framtida hemförsök.

"De letade efter fingertoppssensorer för sina specifikationer. De hade provisoriska lösningar, men de kunde i princip inte köpa svaret, sade Segil. Men vi kunde konstruera dessa åt dem.

Segil sa att arbetet nu är att göra tipsen mer robusta och redo för utökad användning.

"Det vi tillverkade ursprungligen är bra för laboratorieförhållanden, men vi behöver något nu som kommer att stå emot elementen och användas 10 timmar om dagen, ", sa han. "Det återstår fortfarande mycket forskning och utvecklingsarbete för att skapa ett konstgjort system som är lika robust som vår intakta anatomi."