世界は完全に機能する義足の開発に近づいています。最初の臨床用バイオニック アタッチメントは神経系と骨格系に直接接続されており、人工知能と組み合わせることで、ユーザーの手と指の日常使用機能の約 80% を回復できます。
オーストラリアバイオニクス研究所の神経人工装具研究責任者であるマックス・オルティス・カタラン教授が率いる、世界中の技術者と外科医からなる大規模なチームは、スウェーデンの切断者カリンさんに、農業事故で失った手とほぼ同じ機能を備えた手足を提供する新しい義体統合技術を開発した。さらに、このプロテーゼは 3 年以上の毎日の使用にも十分耐えられます。
「カリンは、日常生活の中で独立して確実に使用できる、この新しいコンセプトの高度に統合されたバイオニックハンドを受け取った最初の肘下切断者です」とオルティス・カタラン氏は述べた。 「彼女が長年にわたって日常生活で義足を快適かつ効果的に使用できているという事実は、四肢の喪失に直面している人々にとって、この新技術が人生を変える潜在的な力を持っていることを示す素晴らしい例です。」
この医療分野では、補綴物の取り付けとユーザーの制御が依然として 2 つの大きな障害となっています。これらの一般的な問題に対処するために、研究者たちは、オッセオインテグレーションのプロセスを通じて人工構造を患者の骨に快適に固定するヒューマンマシンインターフェイスを開発しました。神経や筋肉に埋め込まれた電極を接続して、体の神経系を利用することができます。
オッセオインテグレーションとは、患者の生体骨と人工インプラント、この場合はチタン金属で作られた生体工学的四肢構造の間の直接的な構造的および機能的接続を指します。これは複雑な手術であり、橈骨と尺骨を位置合わせして同じ重量を負荷する必要があり、他の必要なコンポーネントを配置するための周囲のスペースが制限されます。
ヨーテボリ大学の准教授でバイオテクノロジーインプラント会社インテグラムの創設者であるリッカード・ブローネマルク氏は、「骨組織へのチタンインプラントの生体内統合は、切断患者の治療をさらに前進させる機会を生み出す。オッセオインテグレーションと再建手術、埋め込まれた電極、人工知能を組み合わせることで、これまで不可能だった方法で人間の機能を回復することができる。肘から下の切断レベルは特に困難であり、達成された機能レベルは医療分野全体における重要なマイルストーンとなる」と述べた。高度な四肢再建。」
研究チームは、2 つの骨付着点周囲の限られたスペース内で神経系を接続する神経筋骨格インプラントを設計することができました。
「カリンは現在、失われた生物学的な手を制御するために使用しているのと同じ神経リソースを使用しています」とオルティス・カタラン氏は述べた。
その後、サールグレンスカ大学病院の外科医は、義足に最適な運動制御情報を提供するためにカリンさんの神経と筋肉の位置を変更しました。
外科部長のパオロ・サッス博士は、「臨床状況に応じて、我々は患者に最善の解決策を提供することができる。時には生物学的な手の移植、時には神経筋骨格系のバイオニックプロテーゼを提供する。我々は両方の分野で常に改善を続けている。」と語った。
カップに水を入れる、ジッパーを使用するなど、体重を支えたり制御された動きを伴う日常業務に加えて、約 20 年前の事故以来彼女が直面してきた幻肢痛と、その後の鎮痛剤の使用も大幅に軽減されました。継続的な痛みは、多くの切断患者が従来の義足の使用を諦める理由の 1 つです。
彼女は、「自分の手が常に肉挽き器に入れられているような気分でした。それが私に多大なストレスを与え、さまざまな鎮痛剤を大量に服用しなければなりませんでした。この研究は私にとって、より良い生活を送ることができるので、とても意味のあるものです。」と語った。
イタリアのロボット義手会社プレンシリアが開発した未来の手足は「ミアハンド」と呼ばれる。各指に 1 つずつ、合計 5 つのグリッパーがあり、日常の動作の 80% を完了できます。 MiaHand の 3 年間にわたる総合研究の結果は、日常生活で快適かつ正常に使用できる交換用四肢の開発における大きな前進を示しています。
この研究は、サイエンス・ロボティクス誌に掲載されました。