Badania branży protetycznej

Pierwsze protezy kończyn

Starożytni Egipcjanie są pionierami w dziedzinie protetyki. Ich produkty składały się z tkaniny i miały bardziej estetyczny cel: ukrycie wady. Jednym z unikalnych znalezisk starożytnego Egiptu był funkcjonalny kciuk protetyczny. Czas powstania to 950 - 710 p.n.e. Drewniany kciuk składał się z dwóch części i był przymocowany skórzaną nicią.

W starożytnej Grecji istnieje historia o perskim wróżbicie, który został skazany na śmierć w 424 r. p.n.e. Aby uciec, odciął sobie nogę i wykonał protezę z drewna. Z jej pomocą mężczyzna uciekł swoim prześladowcom.

W latach 476-1000 ludzie tworzyli bardziej złożone projekty. Główną funkcją produktów była estetyka. Rycerze używali protez rąk do podtrzymywania tarcz, protezy stóp były przymocowane do strzemion. W tamtych czasach protezy były dostępne tylko dla członków szlachty.

Na początku XVI wieku Goetz von Berlichingen używał pary protez rąk. Sterował nimi za pomocą sprężyn zawieszonych na skórzanych paskach. Z biegiem czasu protezy były ulepszane. W 1536 roku francuski chirurg wojskowy Ambroise Paré stworzył kilka protez zawiasowych z modyfikacją sztucznej nogi do mocowania poniżej stawu kolanowego. Konstrukcja miała paski i system blokowania kolana. Podobne schematy są stosowane we współczesnej medycynie.

W 1696 roku Peter Verdine opracował protezę nogi, która posłużyła za podstawę technologii protez stawów. James Potts wynalazł protezę opartą na drewnianym pręcie na początku XIX wieku. Staw kolanowy był wykonany z litej stali, a noga była połączona zawiasowo i zabezpieczona nitkami z katgutu. W 1846 roku proteza została udoskonalona przez Benjamina Palmera, który dodał sprężynę z przodu, aby symulować naturalny ruch.

Douglas Bligh wynalazł anatomiczną nogę, dzięki czemu uzyskał patent. Wynalazek był funkcjonalny i odniósł sukces. W 1863 roku Dubois Parmley stał się twórcą bardziej zaawansowanej protezy. Jego projekt obejmował przyssawkę, policentryczne przeguby kolanowe. W 1912 roku angielski pilot Marcel Desutter, który stracił nogę, wynalazł pierwszą metalową protezę.

Główne rodzaje protez

Protezy są podzielone na typy według różnych wskaźników. W zależności od przeznaczenia wyróżnia się kategorie funkcjonalne i kosmetyczne. Funkcjonalne to aktywne produkty, które częściowo zastępują funkcję utraconej kończyny. Protezy kosmetyczne to powłoki, które odtwarzają wygląd utraconej kończyny.

W zależności od poziomu amputacji wykonywane są protezy palców, dłoni, przedramienia ze stawem łokciowym, instalowane są protezy stawu barkowego. W przypadku nóg: proteza uda, stopy, piszczeli. Lokalizacja wpływa na trudność kontroli.

Funkcjonalne protezy kończyn górnych

W protetyce ręki wyróżnia się 4 rodzaje protez funkcjonalnych:

1. Mechaniczne lub trakcyjne — najczęściej spotykane ze względu na łatwość nauki, konserwacji, stosunek kosztów do funkcjonalności. Siły kontrolujące stawy i palce są dostarczane przez system trakcji z mięśni w zależności od poziomu amputacji.

2. Mioelektryczne lub bioniczne — mają zewnętrzne źródło zasilania, wykorzystują napięcie ocalałych mięśni, z których odczytywany jest impuls elektryczny z mózgu. Siła jest przekazywana z czujników do serwomechanizmów, które umożliwiają poruszanie palcami lub zginanie protezy w stawie.

3. Hybrydowe lub kombinowane — łączą w sobie właściwości protez trakcyjnych i mioelektrycznych. Trakcja jest używana do poruszania się, a precyzyjna kontrola motoryczna jest wykonywana przez czujniki mioelektryczne i serwomechanizmy dla każdego palca.

4. Specjalne — zawierają specjalny mechanizm do montażu wysoce specjalistycznych urządzeń. Produkty te umożliwiają wykonywanie czynności zawodowych. Na przykład są wyposażone w mocne uchwyty do narzędzi, sprzętu sportowego.

Protetyka bioniczna otrzymuje pozytywne opinie, jest zaawansowana technologicznie, zapewnia wysoki poziom funkcjonalności, ma ogromny potencjał rozwojowy.

Funkcjonalne protezy kończyn dolnych

Protetyka kończyn dolnych obejmuje podział protez na produkty z zawiasami i bez. Zależy to od stopnia amputacji: na poziomie uda lub podudzia, stopy. Staw kolanowy ma złożoną konstrukcję, ponieważ wytrzymuje duże obciążenia i ma wystarczający stopień swobody, aby zapewnić aktywność.

Protetyka kostki i stopy często obejmuje wyposażenie w system amortyzacji, dostosowanie do prędkości chodzenia. Nowoczesne technologie są kontrolowane przez mikroprocesory, zdolne do dostosowywania funkcji w czasie rzeczywistym. Inne systemy są pasywne, wymagające treningu przed wykonaniem różnych czynności.

Stawy kolanowe mają konstrukcję jednoosiową i wieloosiową. Ułatwia to regulację kąta zgięcia i siły. Są one również sterowane mikroprocesorem lub pasywne.

Modułowe protezy mechaniczne to prefabrykowane konstrukcje wykonane z uniwersalnych elementów. Ich rozmiar jest dostosowywany w zależności od wzrostu użytkownika, jego proporcji, poziomu aktywności fizycznej. Jednostki kolanowe i skokowe są również dostosowywane do indywidualnych wymagań. Stopa jest wykonana blisko naturalnych cech anatomicznych. Istnieją specjalne modele do aktywnego uprawiania sportu, biegania, skakania, pływania i jazdy na nartach.

Obecny stan branży protetycznej

Każdego roku ponad milion pacjentów jest poddawanych amputacji. Głównymi przyczynami są urazy, cukrzyca i działania wojenne. Większość ludzi ucieka się do protetyki, aby mieć pełny rytm życia. Nowoczesne protezy są w stanie przywrócić osobę do normalnej aktywności fizycznej. Obecnie aktywnie wykorzystuje się rozwój robotyki. Protezy są w stanie naśladować indywidualne ruchy, przekazywać wrażenia dotykowe. Deweloperzy stworzyli specjalne egzoszkielety, które pozwalają osobom bez treningu fizycznego podnosić ciężary, a osobom sparaliżowanym poruszać się. Naukowcy stworzyli urządzenia protetyczne z wbudowanym Pay Pass, modułami Wi-Fi i inteligentnym przełącznikiem urządzeń.

Trendy i perspektywy rozwoju

Przyszłością protetyki rąk i nóg są bioniczne protezy zintegrowane z kością. Urządzenia te są chirurgicznie wszczepiane do kości. Jeden koniec przezskórnie wystaje poza kończynę, do której przymocowana jest proteza. Produkt oparty jest na biokompatybilnym metalowym implancie ułatwiającym wzrastanie kości. Zapewnia to długoterminową stabilność mechaniczną.

Proteza zintegrowana z kością ma wady i zalety. Główne zalety to:

• lepsza jakość życia;

• doskonała alternatywa dla tradycyjnych protez;

• funkcjonalne zastąpienie utraconych kończyn;

• integracja z kością pacjenta jak naturalna kończyna;

• zmniejszone ryzyko powstawania obszarów problematycznych, owrzodzeń;

• wygoda użytkowania.

W wyniku stosowania protez osteointegracja użytkownik uzyskuje lepszą kontrolę, silne, stabilne połączenie między tkanką kostną a sztuczną kończyną. Produkty rozkładają obciążenie bardziej równomiernie, co zmniejsza nacisk w miejscu amputacji.

Protetyka tego typu pociąga za sobą ograniczenia związane z wymianą i modernizacją. Ważne jest, aby pamiętać, że udana osseointegracja jest osiągana tylko wtedy, gdy wybrane są odpowiednie materiały, które pasują do właściwości kości. Dziedzina ta jest aktywnie rozwijana. Ostatnie lata przyniosły znaczący postęp medyczny w tworzeniu zaawansowanych protez funkcjonalnych.

Wnioski

Placówki medyczne, ośrodki rehabilitacyjne i protetyczne pomagają przywrócić utracone kończyny i przywrócić naturalne ruchy. Sprzęt ortopedyczny dobierany jest indywidualnie, tak aby pacjent czuł się komfortowo nawet w najtrudniejszych sytuacjach. Stopień aktywności i potrzeba uprawiania sportu są brane pod uwagę dla każdej osoby. W wyniku żmudnej pracy specjalistów i pacjentów osiąga się swobodę ruchów, dobre samopoczucie fizyczne i psychiczne.