Prelomová bionická ruka obnovuje kvalitu života ľudí po amputácii
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 18. 10. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Svet je o krok bližšie k vytvoreniu plne funkčných protetických končatín s prvou klinicky škúšanou bionickou rukou, ktorá je pripojená priamo k nervovému a kostrovému systému, plus umelá inteligencia, ktorá obnoví približne 80 % denného používania ruky a prstov používateľa.
Pod vedením profesora Maxa Ortiz-Catalana, vedúceho výskumu neurálnej protetiky na Inštitúte pre bioniku v Austrálii, obrovský tím inžinierov a chirurgov na celom svete vyvinul nový druh integrácie protetiky a tela, ktorý poskytol švédskej pacientke po amputácii Karin končatinu takmer rovnako funkčnú ako ruka, o ktorú prišla pri nehode na farme. A čo viac, vydrží každodenné používanie viac ako tri roky.
„Karin bola prvou osobou s amputáciou pod lakťom, ktorá dostala tento nový koncept vysoko integrovanej bionickej ruky, ktorú možno nezávisle a spoľahlivo používať v každodennom živote,“ povedal Ortiz-Catalan. „Skutočnosť, že už roky dokáže pohodlne a efektívne používať svoju protézu pri každodenných činnostiach, je sľubným dôkazom potenciálnych schopností tejto novej technológie zmeniť život pre jednotlivcov, ktorí čelia strate končatín“.
Upevnenie a používateľské ovládanie protetických končatín zostávajú ako dve veľké prekážky v tejto oblasti medicíny. V snahe bojovať proti týmto bežným problémom výskumníci vyvinuli rozhranie človek-stroj, ktoré by pohodlne pripojilo umelú štruktúru ku kostre pacienta prostredníctvom procesu takzvanej osseointegrácie. Potom by sa mohli pripojiť elektródy implantované do nervov a svalov, aby sa napojili na nervový systém tela.
Osseointegrácia je priamym štrukturálnym a funkčným spojením medzi živou kosťou pacienta a umelým implantátom. V tomto prípade bionickou štruktúrou končatiny vyrobenou z titánu. Bol to zložitý postup, ktorý si vyžadoval vyrovnanie polomeru lakťovej kosti a jej zaťaženie rovnakou hmotnosťou, čím sa obmedzil priestor okolo nej pre ďalšie potrebné komponenty.
„Biologická integrácia titánových implantátov do kostného tkaniva vytvára príležitosti na ďalší pokrok v starostlivosti o pacientov po amputácii,“ povedal Rickard Brånemark, docent na univerzite v Göteborgu a zakladateľ spoločnosti Integrum na výrobu biotechnologických implantátov. „Kombináciou osseointegrácie s rekonštrukčnou chirurgiou, implantovanými elektródami a umelou inteligenciou dokážeme obnoviť ľudskú funkciu bezprecedentným spôsobom. Úroveň amputácie pod lakťom má osobitné výzvy a dosiahnutá úroveň funkčnosti predstavuje dôležitý míľnik v oblasti pokročilých rekonštrukcií končatín ako celku“.
Výskumnému tímu sa podarilo navrhnúť neuromuskuloskeletálny implantát, ktorý by sa mohol spojiť s nervovým systémom v obmedzenom priestore, s ktorým tím musel pracovať okolo dvoch miest pripojenia kostí.
„Karin teraz používa rovnaké nervové zdroje na ovládanie protézy ako na chýbajúcu biologickú ruku,“ povedal Ortiz-Catalan.
Karin potom chirurgovia v Sahlgrenskej univerzitnej nemocnici premiestnili nervy a svaly, aby potom mohli poskytnúť protetike optimálne informácie o ovládaní motora.
„V závislosti od klinických podmienok môžeme našim pacientom ponúknuť najlepšie riešenie, ktoré je niekedy biologické s transplantáciou ruky a niekedy bionické s neuromuskuloskeletálnou protézou,“ povedal Dr. Paolo Sassu, ktorý viedol operáciu. „V oboch sa neustále zlepšujeme“.
Okrem každodenných úloh zahŕňajúcich nosné a kontrolované pohyby, ako je držanie plných pohárov a používanie zipsov, sa Karin výrazne znížila fantómová bolesť, ktorej čelila od nehody pred takmer 20 rokmi. Pretrvávajúca bolesť je jedným z dôvodov, prečo sa mnohí ľudia po amputácii vzdávajú tradičných protetických končatín.
„Zdalo sa mi, že som neustále mala ruku v mlynčeku na mäso, čo spôsobilo vysoký stres a musela som brať vysoké dávky rôznych liekov proti bolesti,“ povedala. „Pre mňa tento výskum znamenal veľa, pretože mi umožnil lepší život“.
Bionická končatina, známa ako Mia Hand, bola vyvinutá talianskou robotickou spoločnosťou pre protetiku rúk Prensilia. Obsahuje päť úchopov, jeden pre každý prst, a sľubuje, že zabezpečí až 80 % denných pohybov. Výsledky trojročnej štúdie o integrácii Mia Hand signalizujú obrovský krok vpred vo vývoji náhradných končatín, ktoré možno pohodlne a funkčne používať v každodennom živote.
Výskum bol nedávno publikovaný v magazíne Science Robotics. Ako sa tento biotechnologický počin podarilo dosiahnuť, si môžete pozrieť vo videu TU.
