醫(yī)工學人評論

通過動態(tài)自適應軟超材料Roliner，為假肢佩戴者提供了更加智能、舒適和個性化的穿戴體驗，開創(chuàng)了假肢襯墊技術從靜態(tài)到動態(tài)的革命性轉變。

在科技與醫(yī)療融合不斷深化的今天，假肢技術正朝著更加智能化、個性化的方向邁進。3月19日，發(fā)表于《自然通訊》（Nature Communications）雜志的研究成果讓假肢佩戴者的未來體驗更令人期待—由英國帝國理工學院團隊開發(fā)的動態(tài)自適應軟超材料Roliner，為假肢襯墊的舒適性和功能性帶來了全新突破。

• 從靜態(tài)到動態(tài)，假肢襯墊技術的里程碑

假肢襯墊作為假肢與人體殘肢之間的重要介質，其設計直接影響佩戴者的日常舒適度。然而，傳統假肢襯墊通常采用固定形狀與材料，這導致它們難以適應殘肢在日常活動中因肌肉變化、體重波動或環(huán)境變化引起的形態(tài)變化。不適合的襯墊可能導致皮膚摩擦、壓力集中，進而引發(fā)疼痛、潰瘍等問題，影響假肢的使用體驗。

針對這些挑戰(zhàn)，Roliner提出了全新的解決方案。這一新型襯墊由嵌有微流體通道的硅橡膠制成，通過調節(jié)通道內的氣壓，Roliner可以實時改變其形狀、體積與剛度，實現動態(tài)自適應。

圖1 Roliner 的制造和工作原理

• Roliner：技術與用戶體驗的雙重升級

Roliner的核心創(chuàng)新在于其動態(tài)調節(jié)能力用戶友好性

1. 動態(tài)自適應調節(jié)：傳統襯墊在佩戴后幾乎無法改變形態(tài)，而Roliner能夠根據殘肢的即時需求實時調整。這意味著，無論用戶是在運動、休息還是進行高強度活動，Roliner都能通過改變氣壓優(yōu)化襯墊貼合度，從而有效減少壓力集中點與摩擦。

2. 智能化個性控制：Roliner允許用戶通過智能手機應用對襯墊進行遠程調節(jié)。無論用戶需要更柔軟的觸感、更強的支撐力，還是在不同場景下切換不同模式，都可以在手機上輕松實現。個性化的調節(jié)提升了假肢佩戴的自主性與便利性。

圖2 穿戴在股骨截肢者身上的Roliner

臨床潛力與廣泛應用前景

Roliner的出現，不僅解決了假肢襯墊在舒適性方面的核心痛點，也展現了其在多領域的應用潛力。

• 假肢佩戴者的舒適革命：通過動態(tài)適應殘肢形態(tài)變化，Roliner降低了因長期佩戴假肢而產生的皮膚損傷風險。這一特性有望提升假肢佩戴者的日常舒適感與假肢使用的依從性。

• 康復輔助設備的創(chuàng)新應用：Roliner的設計理念也可以應用于康復外骨骼、醫(yī)療床墊等領域，幫助解決壓力分布不均等問題，提升康復設備的靈活性與舒適性。

• 防護裝備的個性化升級：在滑雪靴、登山鞋等需要個性化貼合的防護裝備中，Roliner的動態(tài)調節(jié)能力也能發(fā)揮重要作用，為運動員提供更優(yōu)質的穿戴體驗。

圖3 可重構復合材料的多模材料分析

前瞻性與挑戰(zhàn)并存

雖然Roliner在實驗室環(huán)境中展現了出色的性能與應用潛力，但其在廣泛推廣與實際應用中仍需解決以下挑戰(zhàn)：

1. 耐用性與可靠性：微流體通道的長期穩(wěn)定性、抗疲勞性能和耐久性需要經過更多的臨床試驗與日常使用場景測試來驗證。

2. 能量供給與效率優(yōu)化：動態(tài)調節(jié)功能需要能量支持，如何設計高效、輕便且續(xù)航能力強的電源方案，是未來發(fā)展的關鍵。

3. 成本控制與市場普及：Roliner采用的高科技材料與復雜制造工藝可能導致成本上升，如何在提升產品性能的同時降低生產成本，從而實現市場普及，是技術轉化為實際產品的一大挑戰(zhàn)。

圖4 Roliner 的驅動控制單元和壓力調節(jié)

Roliner的誕生，為假肢襯墊技術帶來了從靜態(tài)到動態(tài)、從固定到智能的質變。隨著技術的進一步成熟與更多臨床應用驗證的展開，Roliner有望成為假肢佩戴者的新一代襯墊選擇。

這一創(chuàng)新不僅展示了軟超材料在醫(yī)療康復領域的廣泛應用潛力，也為個性化、智能化穿戴設備的發(fā)展開辟了新的道路。未來，我們或許能見證更多類似Roliner的技術產品走出實驗室，進入更多人的生活，真正實現科技為健康賦能的愿景。