Бионический протез

Как и наука, медицинская инженерия с каждым годом развивается. Бионический протез – это одна из новых разработок в медицине. По статистическим данным, ежегодно 50 млн. чел. в мире становятся инвалидами. Создание протезов, которые способны возвратить человека к нормальной жизнедеятельность, вызов медицине нашего времени.
Бионический протез — это искусственный созданный аналог, имитирующий работу утраченного органа.
Еще совсем недавно эти конструкции крепились к телу механическим путем. При этом они не были связаны с нервной системой. Так, например, они сгибались в шарнирных суставах, только для этого человеку необходимо было регулировать эти действия вручную. Для того чтобы человек смог управлять конечностью, необходимо было продолжительное время, настроить мелкую моторику было очень сложно.
Ученые, пройдя длительный путь, добились, практически, фантастических результатов – механическую руку присоединили к нервной системе человека.

Как работает бионический протез

Если человек без руки хочет пошевелить пальцами, в мозге генерируется сигнал, идущий по нервам к конечности. Но так как руки нет, этот сигнал попросту пропадает в пути. Перехватив нервные импульсы и обработав их, можно преобразовать их в движение. Это и берут за основу ученые в своем стремлении разработать протезы.
Конструкция устройства следующая:

  • Каркас – его производят из пластика и металлических элементов. Он защищает внутреннюю систему от повреждений. Чтобы приблизить протез к естественному виду, сверху каркас покрывается оболочкой, которая имитирует кожу: из силикона или резины.

Также в каркас монтируется гильза, с ее помощью конструкция крепится к телу человека.

  • Механика – это устройства, обеспечивающие подвижность: шарниры, тяги, сервоприводы. Если речь идет о протезах для ног, то применяются различные амортизаторы, распределяющие и смягчающие нагрузку при движении.
  • Система управления – это датчики сигналов, которые управляют приводом. Они могут присоединяться к мышцам части тела или к коже головы. Некоторые модели имеют датчики с обратной связью, благодаря которым пациенты воспринимают тактильные ощущения.

Благодаря нейрофизиологическому принципу, с помощью протеза возможно писать, работать с клавиатурой, завязывать шнурки на обуви, вести, практически, активный образ жизни.

Будущее в протезировании

Последние два десятилетия наблюдается значительный процесс в бионическом протезировании. Однако, еще предстоит решить целый ряд вопросов.
Возможности сервоприводов еще недостаточно раскрыты, поэтому модели работают еще на недостаточном уровне. Разработчики сейчас стремятся преодолеть эту проблему путем создания системы искусственных мышц, которые будут реагировать на сигнал.
Передача сигнала зачастую происходит с ощутимой задержкой, что не позволяет выполнять работы, требующие быстрой реакции. Ученые предполагают решать эту проблему таким путем: датчики будут имплантироваться в кору головного мозга, а именно – в двигательные центры.
Бионический протез в связи с непростой технологией производства стоит достаточно дорого, около 50 тыс. долларов. Для удешевления моделей планируется использование при их изготовлении 3D-принтеров.
Несмотря на все проблемы, некоторые специалисты говорят о том, что к середине 21-го века протезы по своим возможностям будут превосходить свои биологические аналоги.

Александр Попов
Оцените автора
kursk.com
Добавить комментарий