Wenn eine Person ein Glied verliert, ist das wichtigsteSein Traum ist es, die Hand oder den Fuß wieder zu fühlen. Und nicht nur um zu fühlen, sondern um alle vor einer Verletzung oder Krankheit verfügbaren Bewegungen auszuführen: Nehmen Sie eine Tasse, schnüren Sie Schuhe, gehen Sie mit Unterstützung auf beiden Beinen. Die bionische Prothese oder ein komplexes Gerät, das Nervenimpulse aufnimmt, ermöglicht es, die verlorenen Gelegenheiten wiederzugeben.
Wie kam es zu den Zahnprothesen?
Der Prototyp "lebender" künstlicher Gliedmaßen wurde erfunden und beschrieben.Romanschriftsteller In ihren Arbeiten ersetzten mechanische Hände, besser als lebende Organe, verlorene Hände, Beine, Augen und Herzen in Schlachten. Das berühmteste Beispiel ist der Terminator Cameron, der nur von einer Person erschienen ist.
Мало кто знает, что прообраз современных протезов Es stammt aus dem 19. Jahrhundert, als eine Metallkugel in das Holzbein eingesetzt wurde, um den unteren Teil beweglich zu machen. Im 20. Jahrhundert wurden diese primitiven Geräte durch eine bionische Prothese ersetzt, die an der Schnittstelle verschiedener Wissenschaften entstand: Medizin, Technik, Bionik und Elektronik.
Wissenschaftler aus verschiedenen Ländern fordern diesen Vorrang herausFrage, aber Fakt ist, dass die erste bionische Armprothese 2010 auf der Orthopädieausstellung in Leipzig präsentiert wurde. Seit einigen Jahren sind seit dieser Veranstaltung viele Hände, Hände, Füße, Beine und sogar Hundepfoten auf der Welt entwickelt worden.
Was ist Bionik?
Dies ist eine ganze Wissenschaft, die die Tierwelt erforschtdie Möglichkeit, die Prinzipien der Arbeit von Lebewesen in industrielle Analoga zu übertragen. Ingenieure schauen Ideen aus der Natur und verkörpern sie in ihren Geräten und Strukturen. In diesem Sinne sind bionische Prothesen nur ein Tropfen im Meer. Die bekannten Klettverschlüsse kopieren also nur die Bewegungsrichtung der Klettensamen. Sauger werden von Blutegeln ausgeliehen. Beim Bau von U-Booten nahmen sie ein Beispiel eines Regenwurms - alle „Kompartimente“ sind autonom. Die unglaublich robusten Metall-Öffnungen der Ostankino- und Eiffeltürme sind eine vielfach vergrößerte Nachbildung des menschlichen Röhrenknochens. Weben Sie Metall, das alle so bewundern - eine Kopie der Struktur des Knochengewebes, die Stärke und Flexibilität vereint.
Sogar ein mehrstöckiges Gebäude in dem zur gleichen ZeitSo verschiedene Familien leben, abgeschrieben von der Wabe. Die Vorstellung vom Leben verschiedener Menschen in den "Zellen" unter einem Dach mit allgemeiner Kommunikation kopiert die Lebensweise einer Bienenfamilie.
Es gibt bionische Inkarnationen in vielen Dingen um uns herum: Autoreifen, Flugzeuge, Überwachungskameras, Wasserfahrzeuge und die häufigsten Gelenkverbindungen.
Wie funktioniert die einfachste bionische Prothese?
Nach einer Verletzung oder während einer Krankheit Gliedmaßenamputiert. Der verbleibende Stumpf besteht aus einer Vielzahl von Geweben: Haut, Muskeln, Knochen, Blutgefäßen und Nerven. Der Chirurg entfernt während der Operation den verbleibenden motorischen Nerv zu dem verbleibenden großen Muskel. Nach der Wundheilung kann der Nerv ein Motorsignal übertragen. Dieses Signal wird von dem an der Prothese angebrachten Sensor erfasst. Bei der Wahrnehmung des Nervenimpulses war ein komplexes Computerprogramm involviert.
Daher kann eine bionische Prothese nur funktionierendie Aktionen, die in diesem Programm registriert sind: Nehmen Sie einen Löffel, eine Gabel oder eine Kugel, drücken Sie eine Taste und dergleichen. Verglichen mit dem Fehlen eines Gliedes ist die Möglichkeit, auch nur eine begrenzte Anzahl von Bewegungen auszuführen, ein großer Fortschritt. Jedoch können selbst die besten und perfektesten bionischen Prothesen noch nicht all die feinen und präzisen Bewegungen ausführen, zu denen ein lebendes Glied fähig ist.
Wie geht der Nervenimpuls vom Gehirn zur Prothese über?
Um zu verstehen, wie bionische Prothesen funktionieren, müssen Sie sich an die normale menschliche Physiologie erinnern.
Die Bewegungen, die wir oft machentagsüber werden als automatisch bezeichnet. Heben, auf die Toilette gehen, waschen, Zähne putzen, sich anziehen - all das macht uns keine Gedanken. Der Körper tut alles, was er braucht, wie von selbst. In der Tat ist der Beginn jeder Bewegung ein Gedanke. Wir denken zunächst: Sie müssen Ihre Zähne putzen, Kaffee kochen, sich anziehen. Das Gehirn sendet Signale an die Muskeln, die an dieser Bewegung beteiligt sind. Der Muskel kann sich nur beim Signal des Gehirns zusammenziehen oder entspannen. Der Prozess läuft jedoch so schnell und reibungslos ab, dass wir keine Zeit haben, um zu erkennen, was passiert. Bei einer Prothese ist alles komplizierter: Zuerst wird ein Signal über die Bewegung von einer neben dem Nerv befindlichen Elektrode abgelesen, die zum Muskel geleitet wird, und dann an den Prozessor innerhalb der Prothese gesendet. Dieser Prozess ist auch ziemlich schnell, aber die Aktionsgeschwindigkeit ist immer noch einer lebenden Extremität unterlegen.
Künstliche menschliche "Teile"
Seit der ersten BionikProthese, die Wissenschaft ist weit vorangekommen. Wenn die ersten Modelle voluminös waren, Schalter benötigten und nur die einfachsten Bewegungen ausführen konnten, können moderne Proben kaum als Prothesen bezeichnet werden. Dies sind elegante Konstruktionsprodukte, als ob sie von der Leinwand futuristischer Filme abstammen.
Die Prothese ist einer gesunden Hand absolut ähnlich, sie könnenschreiben, Besteck, Autolenkrad oder Hühnerei halten. Für die Perfektionierung von Bewegungen verwenden wir manchmal unser eigenes menschliches Gewebe aus anderen Körperteilen - beispielsweise von den Beinen.
Ideen aus der Zukunft
Ingenieure und Wissenschaftler sind in ihren Fantasien unkontrollierbar.So konnten die Wissenschaftler sogar die beschädigte Netzhaut "umgehen" und das Bild der Umgebung direkt auf den Sehnerv übertragen. Eine Person, die aufgrund einer Verletzung geblendet ist und dabei den Sehnerv bewahrt, kann sich darauf verlassen, dass sie wieder einheimische Gesichter oder einen wunderschönen Sonnenaufgang sieht.
Bereits erschienen Geräte, die die Gehirnfunktion verbessern. So kann bei zitternder Lähmung oder Parkinson-Krankheit mit Hilfe einer implantierten Elektrode behandelt werden.
Людям, ставшими неподвижными вследствие паралича, Implantieren Sie Elektroden direkt in das Gehirn, damit sie künstliche Hände und Füße kontrollieren können. Für einen Menschen, der vollständig von anderen abhängig ist, ist die Möglichkeit der Selbstbedienung eine unaussprechliche Freude.
Die Frage nach implantierten Chips unter der Haut, die gleichzeitig Schlüssel, Bankkarte und Ausweis ersetzen können, wird diskutiert.
Und was ist mit uns?
Das bekannteste Unternehmen, das produziertbionischen Prothesen in Russland, ist das Moskauer Prothetische Rehabilitationszentrum. Hier werden Prothesen aus Modulen zusammengesetzt, Produkte aus Deutschland, Island und Russland kommen zum Einsatz.
Die Prothese jeder Person hat eine EinzelpersonFunktionen Dies ist das Niveau der Amputation und des Gewichts sowie der Körpergröße und der Beschäftigung, insbesondere beim Gang und kleinen Bewegungen, dem Alter. Viele selbstlernende Module verwendet. Es passt nicht nur die Person an die Prothese an, sondern auch die Prothese an die Person. Das selbstlernende Modul mit eingebauter künstlicher Intelligenz erinnert an die Besonderheiten von Gang und Route. Das Modul „lernt“ nicht nur die Breite der Stufe und die Belastung der Extremität, sondern speichert auch die Anzahl und Höhe von Stufen, Schlaglöchern und Gruben auf dem Weg. Module replizieren die Handlungen des Gehirns, die einen Schritt oder eine andere Bewegung vorbereiten.
Wie viel kostet eine "Live" -Prothese?
Die Kosten für bionische Prothetik sind immer noch hochund kann in schwierigen Fällen Millionen Rubel erreichen. Eine Rückkehr zum vollen Leben ist jedoch materiell schwer abzuschätzen. Tatsächlich ist die Installation von Bionik-Prothesen die einzige Möglichkeit für eine behinderte Person, zum normalen Leben zurückzukehren: Pläne zu bauen und umzusetzen, eine Familie zu unterstützen, Karrierehöhen zu suchen.
Das Wichtigste ist, zur Gemeinschaft zurückzukehren.gesunde, selbstständige Menschen. Menschen mit "Live" -Prothesen führen weiterhin ihre gewohnte Lebensweise, tanzen und erhalten sogar Sportpreise. Das heißt, die Prothese wird so zum Teil eines Menschen, dass es schwierig ist, die Aktionen lebender Muskeln von ihren bionischen Gegenstücken zu unterscheiden.
Prothetik: Die Entwicklungsstadien
Im Vergleich zu konventioneller bionischer Handprothese -ein echter Durchbruch. In jüngerer Zeit konnte eine Person, die eine Hand verloren hatte, nur mit zwei Möglichkeiten rechnen: Zwischen Ulna und Radius wurde ein Hautlappen gebildet, damit eine Person große Gegenstände greifen konnte, oder ein Haken wurde am Kult befestigt. Beides war unbequem und nicht sehr ästhetisch. Schon heute beginnt im Operationssaal die Stumpfbildung für eine zukünftige Prothese. Ab den ersten Tagen der postoperativen Phase arbeitet ein Orthopädietechniker mit dem Opfer zusammen und hilft bei der Auswahl der besten Kombination der Teile. Der Stumpf wird geformt und trainiert, und die Teile der zukünftigen Prothese werden maximal an die verbleibenden Möglichkeiten angepasst. Eine zarte Silikonmanschette mit eingebetteten Chips liegt in Kontakt mit der Haut. Es gibt keine Abschürfungen durch modernen Zahnersatz. Das Programm für jedes Produkt wird individuell entwickelt, je nachdem, was die Person tut. Die Aufgabe ist die maximale Wiederherstellung der Funktion.
Hilfe für Menschen mit Behinderung
Eine Person, die eine Gliedmaße verloren hat, ist obligatorischder Orden wird einer medizinischen und sozialen Untersuchung unterzogen. Gleichzeitig mit der Einrichtung einer Behindertengruppe wird ein soziales Rehabilitationsprogramm für alle entwickelt. Rehabilitation setzt in erster Linie den Einsatz technischer Mittel voraus, die die Rückkehr einer Person an den Arbeitsplatz erleichtern. Alle bionischen Gliedmaßenprothesen sind in der obligatorischen Liste dieser technischen Mittel enthalten. Eine Person hat die Wahl: im Rahmen des Rehabilitationsprogramms ein fertiges Produkt zu erhalten oder es mit anschließendem Erhalt einer finanziellen Entschädigung selbst zu kaufen. Die Höhe der Entschädigung berechnet sich nach den durchschnittlichen Kosten ähnlicher Prothesenprodukte.
Woran arbeiten die Entwickler?
Moderne bionische Handprothesen sind hervorragendsubtile Bewegungen ausführen, aber die Person erhält von ihnen nicht die Empfindungen, an die sie gewöhnt ist. Mit einer Prothese können Sie also das Haar einer Person streicheln, aber Sie können die Wärme der Kopfhaut und die Weichheit der Haare nicht spüren. Wissenschaftler sind jetzt damit beschäftigt, genau diesen Mangel zu beseitigen. Spezialisten haben bereits gelernt, Knochen mit Titan zu verschmelzen und Bewegungs- und Sinnessensoren direkt mit einem lebenden Nerv zu verbinden. So ersetzt die bionische Hand die lebendige vollständig und der Mensch erhält taktile Empfindungen, die ihm seit vielen Jahren vorenthalten sind. Die direkte Verbindung von Nerven und Muskeln mit einem technischen Gerät erhöht die Bewegungsgeschwindigkeit stark und bringt sie der Natürlichkeit näher.
Aus welchen Teilen besteht ein bionisches Bein?
Eine moderne bionische Beinprothese umfasst mehrere wesentliche Elemente, wie zum Beispiel:
- Silikonmanschette mit integrierten Sensoren;
- Stütze - ein Titanstab, der wie ein Schienbein geformt ist;
- Scharniermodul mit Mikromotoren und Prozessor;
- eine Einheit der künstlichen Intelligenz, die alle eingehenden Signale verarbeitet.
Neueste Prothesenmodelle von führenden deutschenFirmen haben eine spezielle Beschichtung, die Leder sehr ähnlich ist. Kunstleder hat einen doppelten Zweck: Es schützt die Prothesenteile vor Feuchtigkeit und hat eine kosmetische Funktion. Sie können die beschichtete Prothese anlassen, damit duschen und durch die Pfützen laufen.
Ein bisschen Fantasie
Heute leben mehrere mit uns auf dem gleichen Planeteneine Person, die gleichzeitig 2 oder sogar 3 bionische Prothesen trägt. Es wurde Kunstleder erfunden, das die Zähigkeit verändert. Exoskelette wurden erfunden, um gelähmten Menschen beim Gehen zu helfen. Durchdachte Produkte werden entwickelt. Experimente sind im Gange, um Nerven in Mikrokanälen wachsen zu lassen. Theoretisch ist der Tag nicht mehr weit, an dem es möglich sein wird, einen Nerv der erforderlichen Länge wachsen zu lassen. Wissenschaftler versuchen, die Grenze zwischen Wildtieren und technischen Geräten zu verwischen. Die Anzahl der Bewegungen bionischer Prothesen nimmt ständig zu und auch deren Komplexität nimmt zu.
All dies gibt große Hoffnungen, dass die Person stärker wird als die Krankheit.
Extremitätenprothetik wird zur Routineein Verfahren, das eine Person zu ihrem üblichen Kurs zurückführt. Vielleicht kommt der Tag, an dem jeder Teil des menschlichen Körpers durch einen künstlichen ersetzt werden kann. Zumindest möchte ich es wirklich glauben.
