Entonces, en mi historia, el protagonista ha tenido un accidente donde la mayoría de sus músculos tienen que ser reconstruidos. El personal médico realiza un procedimiento en el que le dan músculos cibernéticos, y creo que usan algún tipo de material que funciona de manera similar al músculo humano, es decir, está controlado por impulsos nerviosos en lugar de servomotores, etc. Me preguntaba sobre la viabilidad de esto y si tendría la ventaja añadida de poder pasar un tiempo sin comer. Después de todo, los músculos no necesitarían proteínas y no estarían sujetos a la acumulación de ácido láctico, etc.
Hay polímeros piezoeléctricos (creo que ese es el término correcto) que pueden deformarse y/o endurecerse mediante la aplicación de corrientes eléctricas leves, podrían activarse mediante impulsos nerviosos tradicionales, pero se necesitará un sistema de energía secundario para suministrar A. suficiente energía y B. el tipo correcto de energía ya que los impulsos nerviosos no están en forma de corriente eléctrica. Cualquier persona equipada con un sistema de este tipo aún necesitará comer y, de hecho, es posible que deba aumentar su ingesta de calorías y comer algunos suplementos bastante extraños para mantener el sistema en uso.
Ahora hay varios problemas aquí; Energía, cómo se suministra esa energía eléctrica, sugeriría una conversión de energía química a eléctrica personalizada, piense en ello como una batería pero con los productos químicos proporcionados por la dieta. Reparación, idealmente los músculos artificiales son mantenidos por el mismo sistema que mantiene el resto del cuerpo en funcionamiento, pero si no, ¿cómo se reparan y con qué frecuencia? Compuesto químico, los mejores candidatos existentes para esta aplicación son extremadamente tóxicos, si el cuerpo descompone ese material, el huésped morirá. Respuesta inmune, si el cuerpo no trata el nuevo material como al menos inerte, preferiblemente como tejido nativo, será atacado, descomponiendo los implantes pero, lo que es más importante, provocando una respuesta sistémica que mataría al huésped.
Se está realizando una tecnología médica interesante utilizando impresoras 3D para imprimir piezas de reemplazo de huesos, en lugar de trasplantar huesos de donantes:
Para hacer un buen marco para rellenar el hueso faltante, mezcle al menos un 30 por ciento de hueso natural pulverizado con algún plástico artificial especial y cree la forma necesaria con una impresora 3D. Esa es la receta para el éxito informada por investigadores de la Universidad Johns Hopkins en un artículo publicado el 18 de abril en línea en ACS Biomaterials Science & Engineering.
Encuentre el artículo completo aquí .
Es concebible que en un futuro no muy lejano se logre algo similar para reemplazar tejidos blandos, desde órganos hasta músculos.
En cuanto a alimentar esto, si se requiere energía externa, el receptor de esta tecnología podría estar equipado con una batería recargable implantada, o si la ciencia encuentra la solución, un dispositivo similar al reactor de arco torácico de Iron Man. Uno podría hacer más cambios en el paciente para permitir que la comida ingerida se convierta en electricidad, pero eso complicaría mucho las cosas, ya que cambiar una cosa requeriría cambiar otra, hasta que la persona entera sea artificial.
Los nervios sí usan/generan electricidad, pero el proceso es de naturaleza bioquímica, por lo que sus músculos artificiales tendrían que adaptarse para poder interactuar con los nervios y el resto del cuerpo como lo hacen los músculos normales, o el sistema nervioso tienen que ser reelaborados, lo que lleva a problemas similares a los descritos anteriormente.
Si está abierto a la ingeniería a escala de microbios, siempre que no haya una etiqueta de ciencia dura, podría pensar en tejidos musculares artificiales que funcionan de manera similar a grupos de prensas hidráulicas, uno encima del otro. Este sistema podría funcionar con franjas de celdas de combustible microbianas. Algunas ventajas y desventajas se enumeran a continuación.
En primer lugar, su músculo artificial es como una esponja llena de agua. La idea básica es que en lugar de contraer las fibras musculares, las extendemos llenándolas de agua. El agua vuelve a la "esponja" por presión osmótica, que a su vez está controlada por la señal nerviosa que activa una diferencia de voltaje. Para ello, las cavidades de la esponja son células. Habrá dos tipos de celdas:
una celda de "pistón", que es una celda blanda envuelta en dos cilindros rígidos (abiertos en los dos extremos) hecha de cadenas de carbono (por ejemplo, celulosa, polisacáridos o proteínas). Los dos cilindros pueden deslizarse entre sí y se mantienen unidos por un sello cilíndrico hecho de proteínas. En aras de la exhaustividad, la junta es elástica y recuerda siempre los dos cilindros juntos. La célula blanda en el interior está unida a la carcasa rígida mediante anillos de biotina y estreptavidina (piense en un superpegamento). La parte inferior y superior de estas células blandas están cubiertas por bombas de iones y canales de agua. Estas celdas están llenas de depósitos de iones de cloro.
una celda de "dique", que envuelve el ánodo de la celda de combustible bacteriana. La celda es una bolsa de H+ producida por la celda de combustible y absorbe activamente moléculas de agua del medio ambiente, gastando así el exceso de producción de H+ de la batería. Está cubierto de canales iónicos dependientes del voltaje.
Cuando el nervio se activa, despolariza la membrana de la célula "presa", abriendo así los canales de iones H+ y liberando moléculas de agua adicionales también en el espacio intercelular. Los iones fluyen libremente provocando una diferencia de voltaje entre las celdas de "pistón" y su entorno. La diferencia de voltaje provoca la despolarización de la membrana de las células "pistón", lo que lleva a la liberación de iones de cloro de los depósitos dentro del plasma celular. La liberación de Cl-, que estaban en equilibrio entre las células y el medio ambiente, amplifica aún más la diferencia de voltaje y provoca la presión osmótica. Se bombea agua dentro de las células de "pistón", elongándolas y haciendo que el músculo se estire. Por cada molécula de agua, también se toma un H+ dentro de la célula y se usa para producir ATP.
Cuando cesa el impulso nervioso, la célula "dique" cierra los canales de iones y comienza a bombear agua nuevamente. La celda de "pistón" primero libera agua debido a la presión hidrostática (recuerde el sello elástico), luego usa ATP para bombear Cl- de regreso a los depósitos internos y finalmente bombea agua en el espacio intercelular, recuperando más ATP en el proceso.
Pilas de combustible microbianas . Estos se pueden disponer en películas delgadas, que se pueden envolver alrededor del miembro artificial. Los microbios requerirán algún tipo de nutriente o fuente de energía externa (por ejemplo, el sol), o ambos.
Tenga en cuenta que, en términos de ciencia dura, no estoy completamente seguro de que esto satisfaga completamente el segundo principio de la termodinámica.
Si alguien está interesado, puedo intentar producir un gráfico.
nzaman
c.dixon
nzaman