Новий біонічний протез поєднується з м'язами та кістками, щоб відчуватися наче звичайна нога

У чому полягає унікальність нового протеза?

Головна відмінність нової розробки від традиційних протезів полягає у способі кріплення та взаємодії з тілом людини. Замість звичної системи кріплення за допомогою гільзи, яка часто викликає дискомфорт та може призводити до шкірних інфекцій, новий біонічний протез інтегрується безпосередньо в тіло. Він з'єднується зі стегновою кісткою за допомогою титанового стрижня, а з м'язами – через імплантовані електроди, пише 24 Канал з посиланням на дослідження в Science.

Ця технологія стала можливою завдяки інноваційному хірургічному підходу, розробленому командою під керівництвом професора Г'ю Герра з Массачусетського технологічного інституту, який і сам має дві ампутовані кінцівки. Під час операції хірурги з'єднують пари м'язів, які розтягуються і скорочуються протилежно один одному – наприклад, залишкові м'язи підколінного сухожилля і квадрицепсів. У стандартних ампутаціях ці м'язи лишаються роз'єднаними, що ускладнює керування протезом. Новий метод дозволяє їм знову "спілкуватися" між собою, забезпечуючи значно кращу координацію та інтуїтивне керування.

Один із пацієнтів випробовує протез: відео

У новому дослідженні двоє людей, які раніше перенесли традиційну ампутацію вище коліна, пройшли операцію з імплантації м'язового з'єднання та кісткового імплантату. Цих людей порівняли з сімома іншими, які перенесли операцію з імплантації м'язового з'єднання, але не кісткового імплантату, та з вісьмома людьми, які не перенесли жодної з цих операцій. Усі учасники дослідження потім використовували однаковий механічний протез коліна, хоча і з'єднаний по-різному, для виконання таких завдань, як підйом по сходах, переступання через перешкоди, згинання та розгинання біонічного коліна.

Ця схема показує метод закріплення протеза на тілі людини / Фото Тоні Шу та інші/MIT

Ця схема показує метод закріплення протеза на тілі людини / Фото Тоні Шу та інші/MIT

Команда виявила, що люди, які отримали комбіновану систему, показали кращі результати майже у всіх завданнях, ніж ті, хто отримав лише операцію з підключення м'язів. Вони також показали набагато кращі результати, ніж люди, які використовували традиційні протези.

Найважливіше те, що учасники відчували значно сильніше почуття "приналежності" протеза до власного тіла та так званої агентності, тобто здатності свідомо ним керувати. За словами розробників, навіть найскладніші системи штучного інтелекту не можуть подолати відчуття, що протез – це лише інструмент. Натомість їхній підхід дозволяє людині сприймати біонічну кінцівку як невіддільну частину себе.

Наразі протез не доступний для комерційного використання. Очікується, що клінічні випробування для отримання дозволу від Управління з продовольства і медикаментів США (FDA) можуть тривати близько п'яти років.

Варто зазначити, що це не єдина розробка в цьому напрямку:

• Ще у 2023 році група інженерів і хірургів розробила схожий метод з'єднання протеза з людським тілом – нервово-м'язовий імплантат, який з'єднали з нервовою системою пацієнтки в обмеженій зоні навколо двох місць його кріплення до кісток. Технологія дозволила пацієнтці зі Швеції відновити близько 80% щоденної функціональності руки і пальців.
• Тим часом у 2024 році представили технологію протезів, яка дозволяє відчути температуру і дотик до предметів. Для цього інженери розмістили спеціальні датчики.