B 7/12 – Neues bionisches Handimplantat ermöglicht die Kontrolle aller Finger

Von Cara Murez HealthDay Reporterin

(Gesundheitstag)

MITTWOCH, 12. Juli 2023 (HealthDay News) – Ein multinationales Team aus Ingenieuren und Chirurgen hat eine bionische Hand mit einem hohen Maß an Funktion in jedem Finger entwickelt – ein bedeutender Fortschritt für Amputierte.

Das Team aus den USA, Schweden, Australien und Italien entwickelte eine Möglichkeit, die Überreste der Gliedmaßen eines Patienten neu zu konfigurieren. Anschließend integrierten sie Sensoren und ein Skelettimplantat, um es sowohl elektrisch als auch mechanisch mit einer Prothese zu verbinden.

Durch die Zerlegung peripherer Nerven und deren Umverteilung auf neue Muskelziele kann das bionische Glied auf viel mehr Informationen zugreifen und der Benutzer kann viele Robotergelenke nach Belieben steuern, so die Forscher.

„Wir zeigen, dass die verteilte und gleichzeitige Neuverdrahtung von Nerven zu verschiedenen Muskelzielen nicht nur möglich ist, sondern auch zu einer verbesserten prothetischen Kontrolle beiträgt“, sagte Max Ortiz Catalan, Gründungsdirektor des Center for Bionics and Pain Research (CBPR) und Professor für Bionik an der Chalmers University of Technology, beide in Schweden.

„Ein wesentliches Merkmal unserer Arbeit ist, dass wir die Möglichkeit haben, verfeinerte chirurgische Verfahren klinisch umzusetzen und zum Zeitpunkt der Operation Sensoren in die neuromuskulären Konstrukte einzubetten, die wir dann über eine Verbindung mit dem elektronischen System der Prothese verbinden „Osseointegrierte Schnittstelle“, sagte er in einer Pressemitteilung der Universität. „KI-Algorithmen kümmern sich um den Rest.“

Während Gliedmaßenprothesen am häufigsten zum Ersatz einer verlorenen Extremität verwendet werden, sind sie oft schwer zu kontrollieren. Auch die Bewegungsfreiheit kann eingeschränkt sein.

Da Patienten ihre Muskeln nach Belieben anspannen können, besteht eine weitere Möglichkeit darin, die verbleibenden Muskeln in der Restextremität zur Steuerung bionischer Hände zu nutzen. Dadurch wird elektrische Aktivität erzeugt, die der Handprothese sagen kann, was sie tun soll, beispielsweise öffnen oder schließen.

Wenn die Amputation jedoch auf einer höheren Ebene erfolgt, beispielsweise oberhalb des Ellenbogens, stehen hierfür nicht viele Muskeln zur Verfügung.

Prothetische Gliedmaßen werden üblicherweise durch einen Schaft befestigt, der das verbleibende Glied zusammendrückt. Dies kann zu Beschwerden führen und ist mechanisch instabil.

Eine Alternative besteht darin, ein Titanimplantat in den verbleibenden Knochen einzusetzen. Die Studie ergab, dass diese Skelettbefestigung eine komfortablere und effizientere mechanische Verbindung der Prothese mit dem Körper ermöglicht.

Der Patient konnte jeden Finger dieser neuen bionischen Hand kontrollieren, als wäre es sein eigener, sagten Forscher.

„Es ist lohnend zu sehen, dass unsere hochmodernen chirurgischen und technischen Innovationen einem Menschen mit einer Armamputation ein so hohes Maß an Funktionalität bieten können“, sagte Dr. Rickard Brånemark, Forschungsmitarbeiter am Massachusetts Institute of Technology und außerordentlicher Professor in Göteborg Universität in Schweden.

Die Operation wurde am Sahlgrenska-Universitätskrankenhaus in Schweden von Dr. Paolo Sassu durchgeführt, der zuvor die erste in Skandinavien durchgeführte Handtransplantation leitete.

„Die unglaubliche Reise, die wir gemeinsam mit den Bionik-Ingenieuren des CBPR unternommen haben, hat es uns ermöglicht, neue mikrochirurgische Techniken mit hochentwickelten implantierten Elektroden zu kombinieren, die eine Ein-Finger-Steuerung einer Armprothese sowie sensorisches Feedback ermöglichen“, sagte Sassu, jetzt Mitarbeiter des Istituto Ortopedico Rizzoli in Italien. „Patienten, die eine Armamputation erlitten haben, könnten nun eine bessere Zukunft sehen.“

QUELLE: Chalmers University of Technology, Pressemitteilung, 12. Juli 2023

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