Un genunchi bionic nou dezvoltat ar putea ajuta oamenii cu amputații deasupra genunchiului să meargă și să urce cu o ușurință mai mare decât au putut cu o proteză tradițională.
Noua proteză, descrisă pe 10 iulie în Jurnal Ştiinţăse conectează la piciorul unui utilizator printr -o tijă de titan atașată la femur și electrozi implantați permanent în mușchii picioarelor. Pe lângă îmbunătățirea capacităților de mișcare, proteza a ajutat utilizatorii să simtă un sentiment mai mare de proprietate și agenție asupra membrului protetic, au spus cercetătorii.
“O proteză care este integrată de țesuturi-ancorată la os și controlată direct de sistemul nervos-nu este doar un dispozitiv fără viață, separat, ci mai degrabă un sistem care este integrat cu atenție în fiziologia umană, oferind un nivel mai mare de întruchipare protetică”, studiază coautorul studiului coautor de studiu Hugh Herrun profesor de arte media și științe la MIT care dezvoltă proteze care imită membrele naturale și este el însuși un dublu amputat, a spus într -un declaraţie. „Nu este pur și simplu un instrument pe care îl folosește omul, ci mai degrabă o parte integrantă a sinelui”.
În timp ce picioarele protetice convenționale se atașează la membrul rezidual al utilizatorului cu o priză, noua proteză bionică se interferează direct cu mușchi și oase. A face acest lucru îi permite să profite de un Abordare chirurgicală la amputații dezvoltate recent de Herr și colegi. În această nouă abordare, chirurgii reconectează perechi de mușchi care se întind și se contractă în opoziție unul cu celălalt, cum ar fi mușchii reziduali și mușchii cvadriceps, astfel încât să poată comunica în continuare între ei. În amputațiile convenționale mai sus-genunchi, acești mușchi nu sunt reconectați, ceea ce poate face mai dificilă controlul unei proteze.
Noul studiu a introdus, de asemenea, o tehnică de integrare a sistemului în femurul rezidual la locul de amputație. Această tehnică permite o mai bună stabilitate și încărcare decât o proteză tradițională.
„Toate părțile lucrează împreună pentru a obține mai bine informații în și în afara corpului și o interfață mai bună mecanic cu dispozitivul”, co-autor de studiu Tony Shuun cercetător de biomechatronică care a efectuat cercetarea în timp ce un student absolvent la MIT, a declarat în declarație. “Încărcăm direct scheletul, care este partea corpului care ar trebui să fie încărcat, spre deosebire de utilizarea prizelor, care este incomodă și poate duce la infecții frecvente ale pielii.”
În noul studiu, două persoane care au primit anterior amputații tradiționale deasupra genunchiului au suferit o intervenție chirurgicală pentru a primi atât procedura de conectare a mușchilor, cât și implantul integrat de oase. Studiul a comparat acești oameni cu alți șapte care au avut o intervenție chirurgicală musculară, dar nu cu implantul osos și cu opt persoane care nu au avut niciuna. Toți participanții la studiu au folosit aceeași proteză a genunchiului alimentat, deși conectate în moduri diferite, pentru sarcini, inclusiv alpinismul scărilor, pasul peste obstacole și îndoirea și îndreptarea genunchiului bionic.
Oamenii care au primit sistemul combinat s-au comportat mai bine în aproape toate sarcinile decât cei care au primit doar o intervenție chirurgicală de conectare a mușchilor, a constatat echipa. De asemenea, au performat mult mai bine decât oamenii care au folosit proteze tradiționale.
Cei doi participanți care au primit atât chirurgia musculară, cât și implantul au arătat, de asemenea, creșteri mai mari în sensul lor de proprietate, sau sentimentul că membrul protetic a făcut parte din corpul lor și agenție sau capacitatea de a controla intenționat dispozitivul, după finalizarea sarcinilor din studiu.
„Oricât de sofisticat ai face sistemele AI ale unei proteze robotice, totuși se va simți ca un instrument pentru utilizator, ca un dispozitiv extern”, a spus Herr. „Dar cu această abordare integrată de țesuturi, atunci când întrebi utilizatorul uman care este corpul lor, cu cât este mai mult integrat, cu atât vor spune că proteza este de fapt parte a sinelui”.
Proteza nu este încă disponibilă comercial. Studiile clinice pentru aprobarea Administrației pentru Alimente și Droguri ar putea dura aproximativ cinci ani, a spus Herr în declarație.