Nem vagyunk messze Luke Skywalker műkezétől

Így épül fel az új művégtag

Nem fog többé problémát okozni a törékeny tárgyak akaratlan összezúzása, vagy a művégtag felhelyezése az amputáción átesett emberek számára, hála két kutatócsoport eredményeinek.

Az amerikai Case Western Reserve Egyetem és a svéd Chalmers Műszaki Egyetem szakemberei egymással párhuzamosan publikálták a Science Translational Medicine című szaklapban a protézist viselő páciensekkel kapcsolatos eredményeiket. Az egyik találmány képes a természetes tapintásérzetet visszaadni, a másik pedig lehetővé teszi a művégtagok gondolatokkal történő irányítását.

Akár az igazi

Dustin Tyler mérnök-orvos (Case Western Reserve Egyetem) olyan művégtagokat tervezett, amelyeket nyomásérzékelő szenzorokkal láttak el. A szenzorok az elektromos jeleket a páciens karjába ültetett eszköz felé küldik. Az eszköz a kar épen maradt idegeit fogja körül, és a szenzoroktól kapott jeleket az idegeken keresztül az agy felé továbbítja.

Nyomásérzékelők a műkézen Forrás: Image courtesy of Case Western Reserve University

Az új technológiát két, végtagját vesztett páciensen tesztelték. A szerkezet jól működött, a speciális műkézzel a páciens egyből felismerte, hogy az anyag, amelyet érintett, gyapjúból készült. A nyomás kifinomultabb érzésével a protézist viselő emberek jobban tudják irányítani művégtagjukat: például fel tudják venni a paradicsomot anélkül, hogy összenyomnák azt. A páciensek arról számoltak be, hogy az elektromos stimuláció hatására olyan érzésük volt, mintha a tárgyakat a saját, valódi kezükkel fogták volna meg, és nem egy élettelen művégtaggal, ráadásul az amputációt követő gyakori fantomfájdalom is megszűnt.

Csontba ültetve

Svédországban egy másik kutatócsoport Max Ortiz Catalan vezetésével egy olyan rendszert fejlesztett ki, amely közvetlenül a csonthoz és izomzathoz rögzíti a művégtagot egy titánrúd segítségével. Az új eljárást már a gyakorlatban is kipróbálták. A páciens egy negyvenkét éves kamionsofőr, akinek közvetlenül a felkarcsontjába ültették a protézist. Azóta sokkal hatékonyabban tudja irányítani művégtagját.

„Általában két nagyobb probléma szokott lenni a művégtagokkal” – magyarázta Otiz. „Az egyik, hogy hogyan csatlakoztatjuk az eszközt a végtagcsonkhoz. Hagyományosan a műkezet egy foglalathoz rögzítjük, ami erős nyomást fejt ki a csonkra. Ez gyakran kényelmetlen és fájdalmas. A másik probléma a protézis irányításával van.”

Az új technológia ezeket a problémákat áthidalja. Először a titánrudat műtéti eljárással a csontba építik, majd rögzítik. A titánrúdhoz egy fémtoldalékot illesztenek, ehhez kapcsolódik a művégtag. Az idegekből és izomkból érkező jeleket a testbe épített elektródák közvetítik a titánrúdon és a fémtoldalékon keresztül a művégtagok felé, ahol a jelek végül mozgássá fordítódnak. Ez egy kicsit már Luke Skywalker műkezére emlékeztet bennünket.

Így épül fel az új művégtag Forrás: ORTIZ-CATALAN ET AL., SCI. TRANS. MED., 2014.

A svéd kamionsofőr tíz éve vesztette el a karját, de az új technológiának köszönhetően képes nehézgépeket kezelni, vagy olyan összetett mozdulatokat végrehajtani, mint a cipőfűzés. Otiz szeretné fejlesztését szélesebb körben elterjeszteni, ezért hamarosan sor kerülhet az első klinikai tesztekre.

A videó az új protézis működését mutatja be. A karba ültetett elektródák (implanted electrodes) sokkal precízebb működést tesznek lehetővé, mint a kar felszínére rögzített elektródák (surface electrodes).