Med udviklingen af teknologier er designere og lægeres fælles indsats allerede i stand til at give et fuldt liv til enhver handicappet person og erstatte et sygt eller mistet organ med en multifunktionel protese.
Biomekanik studerer bevægelsen af en levende organisme såvel som mekaniske processer i systemer, organer og væv. Historien om denne videnskab begyndte i gamle tider - lad os huske mindst en kendt italiensk læge ved navn Galen. Efterkommerne har nydt frugterne af hans arbejde i over tusind år.
Det antages, at de første proteser optrådte i det gamle Indien og Egypten. Naturligvis var de ekstremt primitive og erstattede ikke den tabte lem på den bedste måde. Lignende proteser inkluderer piratkroge sammen med trestubbe.
I nogle tilfælde var det uheldige kun tilfreds med en rent kosmetisk virkning, for eksempel kunne et øje lavet af glas maskere tabet af nuet, men udførte ikke dets funktioner. Det var først i det 19. århundrede, at lovende håndproteser dukkede op, hvor albueleddet blev bøjet, fingrene klamret og uklænet.
Gennembrud i biomekanik
Det tyvende århundrede bragte protetik til et højere udviklingsniveau. Lægerne i det forrige århundrede havde mulighed for at erstatte ikke kun lemmer, men også indre organer. Så i 1937 implanterede pioneren inden for transplantation V. P. Demikhov et kunstigt hjerte i en hund. På trods af det faktum, at dyret ikke levede længe, blev levedygtigheden af selve ideen bekræftet. I disse dage kommer kunstige arterier, ventiler og hjerter i en lang række design.
Salgsfremmende video:
Nu overalt i verden udfører læger adskillige operationer til installation af høreapparater og en kunstig øjenlinse, fusion af knækkede knogler og udskiftning af slidte led. Menneskeheden er på nippet til at løse sådanne problemer som oprettelse af kunstige organer og lemmer, der er i stand til fuldt ud at gendanne alle tidligere mistede funktioner.
Mekanisk lem
I det forrige århundrede har nogle teknologier udviklet sig, så der er skabt manipulatorer, hvis egenskaber overstiger den menneskelige hånds fysiske evner. De er blevet brugt i industrien i lang tid under kontrol af mikroprocessorer. Ideen opstod naturligvis med at skabe perfekte mekaniske arme og ben.
I dag kan vi med fuld tillid sige, at tingene er flyttet fra jorden. Det britiske firma Touch Bionics betragtes med rette som pioneren i udviklingen af unikke bioniske proteser. Ved hjælp af regeringsstøtte lavede hun proteser til veteraner, og siden 2007 er virksomheden flyttet ind i den kommercielle sektor med sin mærkelige linje af lemmer.
Proteser fremstillet af Touch Bionics indeholder specielle sensorer. De registrerer den svageste elektriske impuls, der skyldes sammentrækningen af musklerne i den del af lemmet, der formåede at overleve. Protesen reagerer på muskelarbejde og udfører programmerede bevægelser. Efter lidt træning bevæger patienten sine fingre frit, samler genstande op og justerer kompressionskraften.
Amerikanske forskere, der arbejder ved Johns Hopkins University, har også opnået imponerende resultater. Deres patient, der mistede begge arme for 40 år siden, var i stand til at udføre enkle bevægelser ved hjælp af proteser - tag en kop eller en avis, skift tv-kanaler på fjernbetjeningen.
Stadigvis har myoelektrisk teknologi sin ulempe. Manglen på kommunikation med nervesystemet giver dig mulighed for kun at udføre programmerede handlinger. Forskere fra Sverige ved Chalmers teknologiske universitet kæmper for dette problem. Her dannes bioniske lemmer, der styres af et blandet princip: dels ved hjælp af myoelektriske metoder, og dels ved indfangning af elektriske signaler fra nervesystemet. Sidstnævnte opnås ved hjælp af elektroder, der er implanteret i kroppen. Denne teknologi giver mulighed for intuitiv kontrol af protesen.
Samtidig arbejder forskere over hele verden med at skabe benproteser. Disse kunstige lemmer har ikke brug for mekanismer til finmotorisk bevægelse af bevægelser, men der er også nogle nuancer her: en person skal glemme, at han har en protese. Dette resultat er endnu ikke opnået, men alligevel er der nogle fremskridt. Med proteseben har folk allerede gjort mange kilometer vandreture, gået til de øverste etager af de højeste skyskrabere, med et ord, de gjorde, hvad endda nogle sunde mennesker ikke kunne gøre.
Se verden igen
Det er den vanskeligste opgave at udvikle en enhed, der kan erstatte menneskets vision. Dagen er stadig fjern, når der vises en enhed, der fuldt ud kompenserer en person for tab af syn, men i denne retning er der allerede taget nogle skridt. En kunstig nethinde udvikles aktivt. Sygdommen i dette særlige organ bliver oftest årsagen til synstab.
Amerikanske forskere har allerede præsenteret en enhed kaldet "Argus 2", som kan blive prototypen på det første bioniske øje. Briller med et indbygget kamera sender et signal til instrumentets computer. Der behandles det og overføres til modtageren, hvor det omdannes til en kommando til elektroder implanteret i øjet. Elektroderne stimulerer celler i synsnerven og nethinden, hvilket gør det muligt at gendanne synet.
Moderne Argus-modeller har kun 60 elektroder, hvilket er ekstremt lille. Men selv en sådan enhed under kliniske forsøg gjorde det muligt for helt blinde mennesker at navigere i rummet og læse store bogstaver. Amerikanske forskere vil øge opløsningen af det oprettede apparat og i sidste ende opnå restaurering af synet med 100 procent.
Nano Retina har sin egen tilgang til at løse dette problem. Dets specialister har udviklet en slags sensor med en opløsning på 24X24 pixels, der er forbundet direkte til synsnerven. Implantatet drives via specielle briller, der projicerer infrarød stråling på det. Implantatet konverterer pixeldataene til elektriske impulser, som gør det muligt for hjernen at analysere dem.
Det beskrevne system har endnu ikke gennemgået kliniske forsøg, men ifølge udviklernes beregninger vil det vise gode resultater, og det vil være meget lettere at implementere det end Argus-modellen.
I rette tid vil bioniske proteser blive til en dagligdags virkelighed, og dette er allerede det første skridt hen imod fremkomsten af cyborgs - en unik kombination af maskine og menneske. Men det vil være en helt anden historie.