Revolucionarna bionička šaka vraća kvalitetu života

Po prvi put, osoba s amputiranom rukom može manipulirati svakim prstom bioničke ruke kao da je njegov vlastiti. Zahvaljujući revolucionarnom kirurškom i inženjerskom napretku koji spaja ljude sa strojevima, ovo otkriće nudi novu nadu i mogućnosti za ljude s amputacijama diljem svijeta. Studija objavljena u Science Translational Medicine predstavlja prvi dokumentirani slučaj pojedinca čije je tijelo kirurški modificirano kako bi uključilo ugrađene senzore i skeletni implantat. Algoritmi umjetne inteligencije zatim su korisnikove namjere preveli u kretanje proteze.

Protetski udovi najčešće su rješenje za nadomjestak izgubljenog ekstremiteta. Međutim, teško ih je kontrolirati i često su nepouzdani sa samo nekoliko dostupnih pokreta. Preostali mišići u zaostalom ekstremitetu preferirani su izvor kontrole bioničkih ruku. To je zato što pacijenti mogu kontrahirati mišiće po volji, a električna aktivnost koju stvaraju kontrakcije može se upotrijebiti da se protetskoj ruci kaže što treba učiniti, na primjer, otvoriti ili zatvoriti šaku.

Glavni problem na višim razinama amputacije, poput amputacije iznad lakta, jest to što nema mnogo mišića koji bi preostali da upravljaju mnogim robotskim zglobovima potrebnim za istinsko vraćanje funkcije ruke i šake.

Multidisciplinarni tim kirurga i inženjera zaobišao je ovaj problem rekonfiguracijom zaostalog uda i integracijom senzora i skeletnog implantata za električno i mehaničko povezivanje s protezom. Sekcijom perifernih živaca i njihovom redistribucijom na nove mišićne mete koje se koriste kao biološki pojačivači, bionička proteza sada može dobiti mnogo više informacija tako da korisnik ima mogućnost upravljanja mnogim robotskim zglobovima po želji, kao što možete vidjeti u ovom videu.

Istraživanje je vodio profesor Max Ortiz Catalan, direktor Centra za bioniku i istraživanje boli (CBPR) u Švedskoj, voditelj istraživanja neuralne protetike na Institutu za bioniku u Australiji i profesor bionike na Tehnološkom sveučilištu Chalmers u Švedskoj.

"U ovom radu pokazujemo da je ponovno ožičenje živaca do različitih mišićnih ciljeva na raspodijeljen i istodoban način ne samo moguće, već i pogodno za poboljšanu protetičku kontrolu. Ključna značajka našeg rada je da imamo mogućnost kliničke implementacije profinjenijih kirurških postupaka i ugradnje senzora u neuromuskularne konstrukte, koje zatim povezujemo s elektroničkim sustavom proteze putem oseointegriranog sučelja. AI algoritmi će se pobrinuti za ostalo".

Operacija je obavljena u Sveučilišnoj bolnici Sahlgrenska gdje se nalazi CBPR. Postupak neuromuskularne rekonstrukcije proveo je dr. Paolo Sassu, koji je vodio i prvu transplantaciju šake izvedenu u Skandinaviji.

"Nevjerojatno putovanje koje smo poduzeli zajedno s bioničkim inženjerima u CBPR-u omogućilo nam je kombiniranje novih mikrokirurških tehnika sa sofisticiranim implantiranim elektrodama koje omogućuju kontrolu protetske ruke nad svakim prstom, kao i senzorsku povratnu informaciju. Pacijenti koji su pretrpjeli amputaciju ruke sada mogu vidjeti svjetliju budućnost", kaže dr. Sassu, koji trenutno radi na Istituto Ortopedico Rizzoli u Italiji. 

Nakon što su dovršili proces povezivanja živaca s bioničkom rukom i izvođenje simulacija kojima su se pacijenti uvježbavali u korištenju, istraživači su ih spojili na protezu kako bi pacijent mogao kontrolirati svaki prst protetske ruke kao da je njegov, kao što možete vidjeti u ovom videu.