Исследования в области медицины

Протезы нового поколения (часть 2)

Синергия биоинженерии, высокоточных сенсорных и вычислительных технологий, средств коммуникаций и 3D-печати – сделали доступной реализацию концепций бионических кибернетических протезов, управляемых «силой мысли» на подсознательном уровне или обычным смартфоном, с предельно реалистичными тактильными ощущениями, при относительно невысокой стоимости затрат!

Содержание статьи
    • Протезы нового поколения (часть 2)
    Часть 2 – Насколько доступной и реализуемой является интегрированная бионика с ощущением реальности и High-Tech гуманными 3D-технологиями сегодня?

    Ощущение реальности

    Возврат тактильных ощущений – стал возможным благодаря имплантации электродов в пучки нервных окончаний и их нейронной стимуляции по специальным алгоритмам, которые посылая сигналы в мозг способны не только помочь идентифицировать форму предметов, но и их текстуру. Обучение и запоминание ощущений, после отключения внешнего стимулирования закрепляет «эффект памяти» и позволяет добиться восприятия сигналов непосредственно от самого протеза позволив пациенту достичь ощущения того – с чем именно и как он взаимодействует. Кроме того данная технология неожиданно подарила ещё один положительный побочный эффект – фантомные боли, вызванные ампутацией конечности практически исчезли.

    Интегрированное протезирование

    ITAP «Подкожное внутрикостное ампутационное протезирование» – инновационная технология английских учёных основанная на непосредственном вживлении пористого металлического имплантата в костное окончание ампутированной конечности, который затем становится фактически её «утраченным продолжением». В силу чего пациенту возвращается возможность ощущать и реагировать на происходящее с его «восстановленной» ногой, и исключаются проблемы раздражений, вызванных периодическим ношением. Подобное соединение обладает удивительным уровнем обратной тактильной отзывчивости. Платой за преимущества, функциональность и ощущения – является отсутствие дальнейшей возможности снять устройство, так как теперь оно интегрировано в тело!

    Интересно, что на эту идею разработчиков вдохновили – оленьи рога, пористые в местах их соединения с черепом! Исключить отторжение они решили тем же способом – сделав имплантат пористым, что позволило мягким тканям организма естественным образом соединяться с твердыми тканями имплантата.

    Управление смартфоном

    «Handiii» – миоэлектрический протез, обрабатывающий сигналы мышц с помощью смартфона японской компании Exiii. Бионическая рука, выполненная по технологии 3D-печати – не только самая дешёвая в изготовлении (себестоимость $300) но и самая простая в эксплуатации и обслуживании. Она не использует дорогостоящие встраиваемые датчики обработки сигналов, а использует программное обеспечение специального приложения смартфона, используя сигналы, генерируемые мышцами оставшейся части конечности.

    3D-технология позволяет быстро менять изношенные детали и настраивать руку по собственному желанию. В настоящее время это решение доступно только коммерческим организациям в исследовательских целях.

    Самый высокотехнологичный 3D-протез!

    Open Bionics представила свою новую уникальную разработку «бионический протез руки» изготовленный техникой 3D-печатью. Он способен выполнять самые необходимые простые движения, обладая при этом – наилучшей эргономикой, скоростью изготовления и приемлемой стоимостью.

    Инновационный подход заключается в том, что вначале для создания максимально эффективного и эргономичного 3D-каркаса – сканируют сохранившуюся конечность пациента, что занимает примерно 20 минут, после чего в течение 40 минут печатают его на 3D-принтере. Процесс создания и отладки «бионического девайса» осуществляется за 40 часов, вместо привычных нескольких недель, завершаясь монтажом и отладкой необходимых деталей и компонентов с сенсорным соединением с нервными окончаниями мышц пациента.

    Сильная и нежная!

    «BeBionic 3» – бионическая конечность из легковесного карбонового сплава и алюминия, обладает достаточной динамической силой для манипулирования различными бытовыми предметами и необходимой чувствительностью по отношению к хрупким (таким как бокал или куриное яйцо). Управление осуществляется всего двумя пред плечными мышцами, регулирующими усилие. Сокращение одной – вызывает биоэлектрический импульс, воспринимаемый сенсором, который направляет его управляемой конечности, заставляя её сжиматься. Аналогичный сигнал от другой мышцы, по тому же принципу – её разжимает. Небольшой поворот кисти изменяет и задаёт различные режимы работы. Преимущества такого решения – лёгкость в управлении и адаптивном обучении.

    «Подавляющая часть аналогичных устройств располагают только одной хватательной функцией – в то время как наша разработка снабжена миниатюрными приводами для каждого пальца. Благодаря чему ей доступно выполнение более специфических и дифференцированных задач, будь то: приготовление омлета, пользование бокалом, бытовыми приборами или компьютером. Программное обеспечение позволяет задавать различные режимы работы под индивидуальные потребности конкретного клиента» – заявил представитель компании разработчика RSL Steeper (Великобритания).