Nové bionické koleno se spojuje přímo se svaly a kostí, aby se cítila spíše jako tělo uživatele
Nově vyvinuté bionické koleno by mohlo lidem pomoci s amputacemi nad koleny chodit a stoupat s větší lehkostí, než dokázali s tradiční protézou.
Nová protéza, popsaná 10. července v časopise VědaPřipojuje se k noze uživatele přes titanovou tyč připevněnou k jejich stehenní kosti a trvale implantované elektrody ve svalech nohou. Kromě zlepšování schopností pohybu pomohla protéza uživatelům pociťovat větší pocit vlastnictví a agentury nad protetickou končetinou, uvedli vědci.
„Protéza, která je tkáňová integrovaná-zakotvená k kosti a přímo ovládaná nervovým systémem-není pouze neživé, samostatné zařízení, ale spíše systém, který je pečlivě integrován do lidské fyziologie a nabízí větší úroveň protetického ztělesnění“ Hugh HerrProfesor mediálních umění a věd na MIT, který vyvíjí protézy, které napodobují přírodní končetiny a je sám o sobě dvojím amputovanou, řekl v a prohlášení. „Není to jen nástroj, který člověk zaměstnává, ale spíše nedílnou součástí sebe.“
Zatímco konvenční protetické nohy připevňují k zbytkové končetině uživatele zásuvkou, nová bionická protéza protece přímo se svalu a kostí. To umožňuje, aby využila a chirurgický přístup Amputace nedávno vyvinout Herr a kolegy. V tomto novém přístupu chirurgové znovu spojují páry svalů, které se natahují a stahují v opozici vůči sobě, jako jsou zbytkové svaly hamstringu a kvadriceps, aby mohli stále komunikovat. V konvenčních amputacích nad kolena nejsou tyto svaly znovu propojeny, což může ztížit kontrolu protézy.
Nová studie také zavedla techniku pro integraci systému do zbytkového femuru v amputačním místě. Tato technika umožňuje lepší stabilitu a ložisko zatížení než tradiční protéza.
„Všechny součásti spolupracují, aby lépe získaly informace do a ven z těla a lepší rozhraní se zařízením,“ spoluautor studie Tony ShuVe svém prohlášení uvedl výzkumník biomechatroniky, který provedl výzkum během postgraduálního studenta na MIT. „Přímo načítáme kostru, která je součástí těla, která má být naložena, na rozdíl od používání zásuvek, což je nepříjemné a může vést k častým kožním infekcím.“
V nové studii dva lidé, kteří dříve obdrželi tradiční amputace nad kolenou, podstoupili chirurgii, aby obdrželi jak postup spojování svalů, tak i implantát integrovaný kostí. Studie porovnávala tyto lidi se sedmi dalšími, kteří podstoupili operaci svalů, ale ne kostní implantát a s osmi lidmi, kteří neměli ani. Všichni účastníci studie použili stejnou protézu poháněných kolen, i když spojené různými způsoby, pro úkoly, včetně horolezectví, krok přes překážky a ohýbání a narovnání bionického kolena.
Lidé, kteří obdrželi kombinovaný systém, hráli lépe ve všech úkolech než ti, kteří podstoupili pouze operaci propojení svalů, zjistil tým. Také hráli mnohem lépe než lidé, kteří používali tradiční protézy.
Dva účastníci, kteří obdrželi jak svalskou chirurgii i implantát, také vykazovali větší zvýšení jejich smyslu pro vlastnictví nebo pocit, že protetická končetina byla součástí jejich těla a agentury, nebo schopnost úmyslně ovládat zařízení po dokončení úkolů ve studii.
„Bez ohledu na to, jak sofistikované děláte systémy AI robotické protézy, bude to stále vypadat jako nástroj pro uživatele, jako externí zařízení,“ řekl Herr. „Ale s tímto tkáňovým integrovaným přístupem, když se zeptáte lidského uživatele, jaké je jejich tělo, tím více je integrováno, tím více řeknou, že protéza je vlastně součástí sebe sama.“
Protéza ještě není komerčně dostupná. Klinické studie pro schválení správy potravin a léčiv by mohly trvat asi pět let, uvedl Herr ve svém prohlášení.
