Новый бионический протез сочетается с мышцами и костями, чтобы ощущаться как обычная нога
- Исследователи создали бионический протез ноги, интегрирующийся с мышцами и костями для естественного ощущения и контроля.
- Первые пациенты показали лучшие результаты в управлении протезом и ощущении его как части собственного тела.
- Протез пока не доступен для коммерческого использования.
Исследователи создали революционный бионический протез ноги, который может кардинально изменить жизнь людей с ампутациями выше колена. Эта разработка предоставляет беспрецедентный контроль над искусственной конечностью и уникальное ощущение, будто она является естественным продолжением тела, а не посторонним механизмом.
В чем заключается уникальность нового протеза?
Главное отличие новой разработки от традиционных протезов заключается в способе крепления и взаимодействия с телом человека. Вместо привычной системы крепления с помощью гильзы, которая часто вызывает дискомфорт и может приводить к кожным инфекциям, новый бионический протез интегрируется непосредственно в тело. Он соединяется с бедренной костью с помощью титанового стержня, а с мышцами – через имплантированные электроды, пишет 24 Канал со ссылкой на исследование в Science.
Эта технология стала возможной благодаря инновационному хирургическому подходу, разработанному командой под руководством профессора Хью Герра из Массачусетского технологического института, который и сам имеет две ампутированные конечности. Во время операции хирурги соединяют пары мышц, которые растягиваются и сокращаются противоположно друг другу – например, остаточные мышцы подколенного сухожилия и квадрицепсов. В стандартных ампутациях эти мышцы остаются разъединенными, что затрудняет управление протезом. Новый метод позволяет им снова "общаться" между собой, обеспечивая значительно лучшую координацию и интуитивное управление.
Один из пациентов испытывает протез: видео
В новом исследовании два человека, которые ранее перенесли традиционную ампутацию выше колена, прошли операцию по имплантации мышечного соединения и костного имплантата. Этих людей сравнили с семью другими, которые перенесли операцию по имплантации мышечного соединения, но не костного имплантата, и с восемью людьми, которые не перенесли ни одной из этих операций. Все участники исследования затем использовали одинаковый механический протез колена, хотя и соединенный по-разному, для выполнения таких задач, как подъем по лестнице, переступание через препятствия, сгибание и разгибание бионического колена.
Эта схема показывает метод закрепления протеза на теле человека / Фото Тони Шу и другие/MIT
Эта схема показывает метод закрепления протеза на теле человека / Фото Тони Шу и другие/MIT
Команда обнаружила, что люди, которые получили комбинированную систему, показали лучшие результаты почти во всех задачах, чем те, кто получил только операцию по подключению мышц. Они также показали гораздо лучшие результаты, чем люди, которые использовали традиционные протезы.
Самое важное то, что участники испытывали значительно сильнее чувство "принадлежности" протеза к собственному телу и так называемой агентности, то есть способности сознательно им управлять. По словам разработчиков, даже самые сложные системы искусственного интеллекта не могут преодолеть ощущение, что протез – это лишь инструмент. Зато их подход позволяет человеку воспринимать бионическую конечность как неотъемлемую часть себя.
Сейчас протез не доступен для коммерческого использования. Ожидается, что клинические испытания для получения разрешения от Управления по продовольствию и медикаментам США (FDA) могут длиться около пяти лет.
Стоит отметить, что это не единственная разработка в этом направлении:
- Еще в 2023 году группа инженеров и хирургов разработала похожий метод соединения протеза с человеческим телом – нервно-мышечный имплантат, который соединили с нервной системой пациентки в ограниченной зоне вокруг двух мест его крепления к костям. Технология позволила пациентке из Швеции восстановить около 80% ежедневной функциональности руки и пальцев.
- Между тем в 2024 году представили технологию протезов, которая позволяет почувствовать температуру и прикосновение к предметам. Для этого инженеры разместили специальные датчики.