Новый бионический коленный протез, описанный 10 июля в журнале Science, предлагает революционный подход для людей с ампутацией выше колена. Его ключевая инновация — глубокая интеграция с телом пользователя через прямое соединение с костью и мышцами.
Вместо традиционного крепления с помощью гнезда титановый стержень протеза интегрируется непосредственно в оставшуюся бедренную кость. Параллельно хирурги имплантируют электроды в мышцы ноги пользователя, обеспечивая нейронную связь. Эта двойная интеграция кардинально меняет взаимодействие.
Хирургическая методика включает реконструкцию мышц. Пары противоположных мышц, таких как остаточные подколенные сухожилия и квадрицепсы, вновь соединяются между собой, восстанавливая их естественную коммуникацию. Это контрастирует с обычной ампутацией, где мышцы остаются несвязанными. Костная интеграция закрепляет систему в остатке бедренной кости.
Преимущества перед традиционными протезами значительны. Прямая скелетная нагрузка обеспечивает большую стабильность и несущую способность. Исчезает потребность в неудобном гнезде, снижая риск кожных инфекций. Пользователи отмечают легкость ходьбы и подъема по лестнице. Главное же — усиленное чувство собственности и контроля над искусственной конечностью, так называемое протезное воплощение.
В исследовании участвовали три группы. Группа 1: два человека получили и операцию по соединению мышц, и костно-интегрированный имплантат. Группа 2: семь человек — только операцию на мышцах. Группа 3: восемь человек — ни того, ни другого, использовали обычные протезы с гнездом. Все тестировали один и тот же активный коленный протез, выполняя задачи: подъем по лестнице, преодоление препятствий, сгибание и разгибание колена.
Результаты однозначны. Участники с комбинированной системой (Группа 1) справлялись с задачами лучше, чем Группа 2, и «значительно лучше», чем Группа 3 с традиционными протезами. Именно у двух участников Группы 1 наблюдалось наибольшее усиление чувства собственности (ощущение, что протез — часть тела) и чувства агентства (ощущение намеренного контроля).
Хью Херр, соавтор исследования, профессор медиаискусств и наук в MIT и сам двусторонний ампутант, подчеркивает: «Протез, интегрированный в ткани... это не просто безжизненное, отдельное устройство... Это не просто инструмент... а неотъемлемая часть себя». Тони Шу, соавтор и биомехатроник (исследование проводил как аспирант MIT), также участвовал в работе.
Эта тканеинтегрированная технология, обеспечивающая прямое скелетное крепление вместо гнездового, пока недоступна широко. Клинические испытания для получения одобрения Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), по оценке Хью Херра, займут около пяти лет.
Изображение носит иллюстративный характер
Вместо традиционного крепления с помощью гнезда титановый стержень протеза интегрируется непосредственно в оставшуюся бедренную кость. Параллельно хирурги имплантируют электроды в мышцы ноги пользователя, обеспечивая нейронную связь. Эта двойная интеграция кардинально меняет взаимодействие.
Хирургическая методика включает реконструкцию мышц. Пары противоположных мышц, таких как остаточные подколенные сухожилия и квадрицепсы, вновь соединяются между собой, восстанавливая их естественную коммуникацию. Это контрастирует с обычной ампутацией, где мышцы остаются несвязанными. Костная интеграция закрепляет систему в остатке бедренной кости.
Преимущества перед традиционными протезами значительны. Прямая скелетная нагрузка обеспечивает большую стабильность и несущую способность. Исчезает потребность в неудобном гнезде, снижая риск кожных инфекций. Пользователи отмечают легкость ходьбы и подъема по лестнице. Главное же — усиленное чувство собственности и контроля над искусственной конечностью, так называемое протезное воплощение.
В исследовании участвовали три группы. Группа 1: два человека получили и операцию по соединению мышц, и костно-интегрированный имплантат. Группа 2: семь человек — только операцию на мышцах. Группа 3: восемь человек — ни того, ни другого, использовали обычные протезы с гнездом. Все тестировали один и тот же активный коленный протез, выполняя задачи: подъем по лестнице, преодоление препятствий, сгибание и разгибание колена.
Результаты однозначны. Участники с комбинированной системой (Группа 1) справлялись с задачами лучше, чем Группа 2, и «значительно лучше», чем Группа 3 с традиционными протезами. Именно у двух участников Группы 1 наблюдалось наибольшее усиление чувства собственности (ощущение, что протез — часть тела) и чувства агентства (ощущение намеренного контроля).
Хью Херр, соавтор исследования, профессор медиаискусств и наук в MIT и сам двусторонний ампутант, подчеркивает: «Протез, интегрированный в ткани... это не просто безжизненное, отдельное устройство... Это не просто инструмент... а неотъемлемая часть себя». Тони Шу, соавтор и биомехатроник (исследование проводил как аспирант MIT), также участвовал в работе.
Эта тканеинтегрированная технология, обеспечивающая прямое скелетное крепление вместо гнездового, пока недоступна широко. Клинические испытания для получения одобрения Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), по оценке Хью Херра, займут около пяти лет.
