Биоинженерам удалось создать бионический протез руки, который вживляется в костную ткань и оснащен нейромышечным интерфейсом, что позволяет человеку не только управлять движениями руки, но ощущать предметы – их размер, форму, текстуру. Такой протез работает практически как обычная рука, и пациент может выполнять любую ежедневную работу.
В разработке принимали участие профессор Макс Ортиз Каталан (Max Ortiz Catalan) из Технического университета Чалмерса (Швеция) и профессор Рикард Бранемарк (Rickard Brånemark) из Салгренской клиники Гетеборгского университета.
В 2013 году мужчина из Швеции стал первым пациентом с ампутированной рукой, которому вживили в кость такой протез. Рука у него была ампутирована еще 10 лет назад. Теперь, по его словам, он надеется, что сможет с помощью нового протеза даже управлять грузовиком – выполнять работу, которой он занимался до этого.
Новая технология выглядит следующим образом: к протезу крепится титановый соединительный элемент, который и вживляется в кость недостающей конечности, врастая в нее. В этом отличие новой технологии от старой, когда протез крепится к конечности с помощью петлеобразного соединения. Профессор Бранемарк еще в конце 60-х годов сделал одно из фундаментальных открытий имплантологии, придумав остеоинтеграцию, когда происходит прочное сращение поверхности металла на протезе с костью.
Как объясняют ученые, такое вживление протеза в кость имеет ряд преимуществ: пациент может манипулировать даже мелкими предметами, свободнее двигать рукой и, наконец, такое крепление просто надежнее и прочнее.
Управление таким протезом осуществляется с помощью электродов, вживленных в мышцы.
«Искусственная рука напрямую вживляется в скелет, что обеспечивает механическую стабильность такого протеза. Эту руку контролирует компьютер с помощью электродов, вживленных в мышцы», - объясняет профессор Каталан.
Но ученым не только удалось вживить протез в костную ткань и подключить его к управлению – им удалось еще и оснастить его сенсорной обратной связью, благодаря чему обладатель протеза может ощущать предметы. То есть этот протез не только получает команды от мозга, но и сообщает мозгу обратную информацию. Чтобы добиться ощущения осязания предметов, ученые имплантировали электроды в нервы предплечья пациента.
Мужчина стал одним из первых в мире пациентов, которым благодаря протезу удается чувствовать и ощущать предметы.
«Нам удалось показать, что с помощью этого протеза пациент может чувствовать предметы, а это очень важно для того, чтобы, например, удерживать предметы в руке», - говорит профессор Каталан.
Ученые планируют уже в этом году создать больше подобных протезов для большего количества пациентов и протестировать их действие.
Результаты их работы опубликованы в свежем номере журнала Science Translational Medicine.
