Futurystyczna proteza ułatwi wykonywanie codziennych czynności
Włoscy naukowcy opracowali pierwszą sterowaną magnetycznie protezę ręki, umożliwiającą osobom po amputacji wykonywanie takich czynności, jak podnoszenie monety, otwieranie słoika i wiązanie sznurówek. Zrobotyzowana ręka nie wymaga przewodów ani połączeń elektrycznych, a jedynie magnesów i mięśni do kontrolowania ruchu palców.
Moc niewielkich magnesów
Osiągnięcie to było możliwe dzięki opracowaniu całkowicie nowego połączenia między pozostałością ramienia osoby po amputacji a robotyczną ręką, która odczytuje zamiary ciała dotyczące ruchu. System ten, będący dziełem naukowców korzystających ze wsparcia finansowanego przez UE projektu MYKI, wymaga wszczepiania magnesów o wielkości zaledwie kilku milimetrów w pozostałe mięśnie przedramienia. Implant, który został zintegrowany z robotyczną ręką Mia Hand opracowaną przez Prensilia – spin-off założony przez koordynatora projektu MYKI, Szkołę Badań Zaawansowanych im. Św. Anny we Włoszech – przeszedł pomyślnie testy na pierwszym pacjencie, prowadzone przez okres sześciu tygodni. Wyniki badania ukazały się w czasopiśmie „Science Robotics”. Inny projekt finansowany przez UE, MYTI, ma na celu dalszy rozwój rozwiązania, aby doprowadzić do wdrożenia go w standardowych punktach opieki. Pacjentem biorącym udział w badaniu był 34-letni Daniel, który stracił lewą rękę we wrześniu 2022 r. „Nagle znalazłem się bez ręki: to było jak grom z jasnego nieba”, wyjaśnia pacjent cytowany w komunikacie prasowym opublikowanym na stronie Szkoły im. Św. Anny. Pacjent został wybrany do badania, ponieważ czuł rękę tak, jakby wciąż tam była, a szczątkowe mięśnie ramienia reagowały na polecenia mózgu. W kwietniu 2023 r. Daniel przeszedł operację wszczepienia w ramię magnesów. „To znaczący postęp w dziedzinie zaawansowanej medycyny protetycznej”, komentuje współautor badania dr Lorenzo Andreani ze Szpitala Uniwersyteckiego w Pizie, tłumacząc, że sukces zabiegu był możliwy dzięki dobraniu pacjenta w oparciu o ścisłe kryteria. „Jedna z największych trudności dotyczyła identyfikacji pozostałych mięśni w obszarze amputacji, które zostały precyzyjnie wybrane za pomocą przedoperacyjnego obrazowania MRI i elektromiografii. Jednak rzeczywisty stan tkanki, ze względu na bliznowacenie i zwłóknienie, wymagał śródoperacyjnej adaptacji”. W ramię Daniela wszczepiono sześć maleńkich magnesów. Dla każdego z nich zespół musiał zlokalizować i odizolować mięsień, ustawić magnes i sprawdzić, czy pole magnetyczne jest zorientowane w ten sam sposób. „Aby utworzyć połączenie między pozostałością ramienia, w którym wszczepiono magnesy, a zrobotyzowaną ręką, wykonaliśmy gniazdo protetyczne z włókna węglowego zawierające układ elektroniczny pozwalający na lokalizowanie ruchu magnesów”, wyjaśnia starszy autor badania, prof. Christian Cipriani ze Szkoły im. Św. Anny. Efekty przekroczyły oczekiwania naukowców. Daniel był w stanie kontrolować ruchy palców, podnosić i przenosić przedmioty o różnych kształtach oraz wykonywać czynności takie jak otwieranie słoika, używanie śrubokręta i cięcie nożem. Potrafił nawet kontrolować siłę nacisku podczas chwytania delikatnych przedmiotów. „Ten rezultat stanowi zwiększenie kilkudziesięciu lat badań”, stwierdza prof. Cipriani. „W końcu udało nam się opracować działającą protezę, która spełnia potrzeby osoby po amputacji”. Zespół jest teraz gotowy do rozszerzenia tych rezultatów na inne amputowane części działa. Projekt MYKI (A Bidirectional MyoKinetic Implanted Interface for Natural Control of Artificial Limbs) zakończył się w 2023 r. Zakończenie 18-miesięcznego projektu MYTI (MYokinetic Towards Innovation) przewidziano na październik 2025 r. Więcej informacji: strona projektu MYKI projekt MYTI
Słowa kluczowe
MYKI, MYTI, proteza, ręka, ręka robotyczna, amputacja, mięsień, ramię, magnes