Mandag den 13. oktober 2014.- To hold af forskere fra universiteter i Sverige og USA har udviklet bioniske proteser, der giver amputerede bevægelsesfrihed og følelse af berøring, der ligner dem i naturlige lemmer. Resultaterne af begge undersøgelser offentliggøres i Science Translational Medicine.
En af disse udviklinger har bestået af en bionisk håndprototype, der formår at genvinde følelsen af berøring. Forskningen er ledet af Max Ortiz-Catalan, en mexicansk forsker, der arbejder i gruppen Biomedical Signals and Systems fra Chalmers University of Technology i Göteborg, Sverige.
Ortiz og hans team har opnået, at Magnus, en patient med den amputerede arm over albuen, kan vende tilbage til arbejde som en lastbilchauffør og hans andre daglige aktiviteter med denne knogleintegrationsprotese, skabt af Rickard Brånemark, fra Sahlgrenska Universitetshospitalet, og en af forfatterne af undersøgelsen.
Som Ortiz-Catalan forklarer: ”Patienten har nu hele bevægelsesområdet, protesen fungerer i enhver slags vejr, kan udføre voldelige manøvrer uden at den kunstige arm aktiveres ufrivilligt, og der er ingen komponent, der lægger pres på huden. Noget, der ikke var muligt med konventionel proteseteknologi. "
Den kunstige arm er direkte forbundet med skelettet for mere stabilitet. Det biologiske kontrolsystem for mennesket, sammensat af muskler og nerver, interagerer med maskinen gennem neuromuskulære elektroder. "Dette skaber en intim sammenhæng mellem kroppen og maskinen, " tilføjer eksperten.
For Ortiz-Catalan er sandsynligheden for, at knogleintegration producerer afvisning, meget lav. "Biokompatibiliteten af de materialer, vi har brugt, er høj, og de er blevet brugt i årevis i forskellige anvendelser hos mennesker, så muligheden for afvisning er den samme som for tandimplantater."
Forskeren ser i denne teknologi et vigtigt skridt hen imod en mere naturlig kontrol med lemproteser. "Det er ikke længere science fiction, det er en meget håndgribelig realitet for patienten, og det vil være for de mennesker, vi behandler fra slutningen af året."
En af de største resultater af udviklingen har været at sikre, at denne taktile fornemmelse opretholdes i løbet af de to år, efter undersøgelsen. Dette har været muligt takket være elektroder, der forbinder den bioniske hånd med armen og hjernen.
Funktionen af disse elektroder er at detektere det tryk, som objektet udøver ved kontakt med protesen. Denne information sendes til hjernen konverteret til elektriske impulser takket være algoritmer designet af forskerne og tillader også at kende genstandernes placering.
Forskere siger, at en af patienterne, Igor Spetic, altid havde forårsaget kulderystelser. Efter at have blindt rørt en kugle af dette materiale med protesen, bemærkede han, hvordan hans hår briste. "Jeg vidste straks, at det var bomuld, " siger Spetic.
For hans del var Keith Vonderhuevel, en anden patient i undersøgelsen, i stand til at udtrække stilke af druer og kirsebær, som han blinde holdt. "Vores mål er ikke kun at gendanne funktionalitet, men at opbygge en forbindelse igen med verden, " siger Dustin Tyker, professor i biomedicin ved det amerikanske universitet og hovedforfatter.
I betragtning af forbedringen af deres patienter og forlængelsen af virkningerne af protesen, håber forskerne, at metoden kan bruges i livet og implanteres i stor skala inden for 5 år. "Denne teknologi kan også bruges i proteseben, der genkender forskellige jordtyper og tilpasser sig uregelmæssige overflader, " siger de.
Kilde:
Tags:
Lægemidler Sundhed Køn
En af disse udviklinger har bestået af en bionisk håndprototype, der formår at genvinde følelsen af berøring. Forskningen er ledet af Max Ortiz-Catalan, en mexicansk forsker, der arbejder i gruppen Biomedical Signals and Systems fra Chalmers University of Technology i Göteborg, Sverige.
Ortiz og hans team har opnået, at Magnus, en patient med den amputerede arm over albuen, kan vende tilbage til arbejde som en lastbilchauffør og hans andre daglige aktiviteter med denne knogleintegrationsprotese, skabt af Rickard Brånemark, fra Sahlgrenska Universitetshospitalet, og en af forfatterne af undersøgelsen.
Som Ortiz-Catalan forklarer: ”Patienten har nu hele bevægelsesområdet, protesen fungerer i enhver slags vejr, kan udføre voldelige manøvrer uden at den kunstige arm aktiveres ufrivilligt, og der er ingen komponent, der lægger pres på huden. Noget, der ikke var muligt med konventionel proteseteknologi. "
Alle slags opgaver
Videnskabsmanden påpeger også, at "efter operationen har patienten været i stand til at udføre alle slags opgaver, fra at køre sin lastbil til at samle æg eller binde sine børns skøjter. At gå ud over laboratoriet for at give patienten mulighed for at møde udfordringerne ved Den virkelige verden er det største bidrag i dette arbejde, ”siger han.Den kunstige arm er direkte forbundet med skelettet for mere stabilitet. Det biologiske kontrolsystem for mennesket, sammensat af muskler og nerver, interagerer med maskinen gennem neuromuskulære elektroder. "Dette skaber en intim sammenhæng mellem kroppen og maskinen, " tilføjer eksperten.
For Ortiz-Catalan er sandsynligheden for, at knogleintegration producerer afvisning, meget lav. "Biokompatibiliteten af de materialer, vi har brugt, er høj, og de er blevet brugt i årevis i forskellige anvendelser hos mennesker, så muligheden for afvisning er den samme som for tandimplantater."
Forskeren ser i denne teknologi et vigtigt skridt hen imod en mere naturlig kontrol med lemproteser. "Det er ikke længere science fiction, det er en meget håndgribelig realitet for patienten, og det vil være for de mennesker, vi behandler fra slutningen af året."
Bionisk berøringshånd
Det andet arbejde, der blev udført af en gruppe fra Case Western Reserve University i Ohio, USA, har bestået af gendannelsen af følelsen af berøring hos to patienter, der er amputeret ved implantering af bioniske håndprototyper.En af de største resultater af udviklingen har været at sikre, at denne taktile fornemmelse opretholdes i løbet af de to år, efter undersøgelsen. Dette har været muligt takket være elektroder, der forbinder den bioniske hånd med armen og hjernen.
Funktionen af disse elektroder er at detektere det tryk, som objektet udøver ved kontakt med protesen. Denne information sendes til hjernen konverteret til elektriske impulser takket være algoritmer designet af forskerne og tillader også at kende genstandernes placering.
Forskere siger, at en af patienterne, Igor Spetic, altid havde forårsaget kulderystelser. Efter at have blindt rørt en kugle af dette materiale med protesen, bemærkede han, hvordan hans hår briste. "Jeg vidste straks, at det var bomuld, " siger Spetic.
For hans del var Keith Vonderhuevel, en anden patient i undersøgelsen, i stand til at udtrække stilke af druer og kirsebær, som han blinde holdt. "Vores mål er ikke kun at gendanne funktionalitet, men at opbygge en forbindelse igen med verden, " siger Dustin Tyker, professor i biomedicin ved det amerikanske universitet og hovedforfatter.
For livet
Derudover led begge patienter fantomsmerter fra det amputerede område siden tabet af lemmet. Spetic definerede denne fornemmelse "som en skrue gennem den knuste knytnæve." Forfatterne fremhæver også, at smerten forsvandt næsten fuldstændigt, når patienter genvundet følelsen af berøring.I betragtning af forbedringen af deres patienter og forlængelsen af virkningerne af protesen, håber forskerne, at metoden kan bruges i livet og implanteres i stor skala inden for 5 år. "Denne teknologi kan også bruges i proteseben, der genkender forskellige jordtyper og tilpasser sig uregelmæssige overflader, " siger de.
Kilde:
