Назад

Бионические протезы Каждый год в мире делают более 1 млн ампутаций (из них...

Описание:
Бионические протезы Каждый год в мире делают более 1 млн ампутаций (из них значительная часть приходится на США - 185 тыс.) - главными причинами являются диабет и травмы -, кроме того, есть множество людей, у которых конечностей нет от рождения – всё это актуализирует необходимость разработки качественных бионических протезов. Бионическим считается протез, который частично или полностью заменяет утраченный орган и выполняет его функции. Важно отличать бионический протез от косметического, который просто создает видимость конечности. Самые простые бионические протезы – механические: они сгибаются и разгибаются с помощью оставшихся мышц. Более сложные протезы способны отвечать на сигналы мозга – для этого используются датчики, которые реагируют на нервные импульсы и инициируют запрошенные движения, в том числе и мелкую моторику. Вообще, термин «бионический» впервые прозвучал в 1958 году: его придумал военный врач Джек Стил, занимавшийся медицинскими и аэрокосмическими исследованиями. Первую бионическую руку сделали в 1993 году для Джона Кэмпбелла. Она приводилась в движение за счет датчиков, подсоединенных к мозгу и спрятанных под кепкой. В 2007-м канадская Touch Bionics представила i-limb – первый широкодоступный бионический протез руки (широкодоступный – очень условное понятие в данной ситуации, но об этом позже). Он весил всего 25 кг, обладал тонкими пальцами и открывал больше возможностей для мелкой моторики: от работы с мышкой до завязывания шнурков. Протез крепится на гильзе, легко закручивается и откручивается. В 2010-м компания BeBionic представила на Международном конгрессе по протезированию и ортопедии в Лейпциге первый экспериментальный образец протеза ноги. А первый серийный – Symbionic Leg – выпустила в 2011-м исландская Össur. В 2013 году она дополнила модель микропроцессорным управлением: теперь протез подстраивался под походку своего владельца. Основанная в 1971 году, Össur стала одним из лидеров рынка, скупив с 2000 года 16 крупнейших производителей и стартапов. В 2019-м ее капитализация составила более $450 млн. Следующим этапом стали протезы, управляемые при помощи мозга. В 2015 году Агентство перспективных исследовательских проектов в области обороны США (DARPA) испытала такой во время полета на авиасимуляторе F-35: им управляла парализованная женщина с помощью механических рук. В 2018 году появился первый глазной протез — Argus II. Он помогает частично восстановить зрение за счет электростимуляции оставшихся клеток, и о нём мы писали ранее. По данным исследовательской компании Grand View Research, объём мирового рынка роботизированных протезов в 2016 году составлял $790,8 млн. Прогноз на 2025-й – до $1,75 млрд. Рынок растет вслед за развитием технологий, а также – количеством ампутаций и их спонсированием за счет НКО. По данным американской аналитической компании Frost & Sullivan, средняя цена современных усовершенствованных протезов варьируется от $5 тыс. до $50 тыс. Протез Bebionic стоит более $10 тыс., i-limb — от $60 тыс. до $120 тыс., бионический глаз Argus II – около $150 тыс. Пока протезы так и не стали массовыми, а их разработки обходятся достаточно дорого, поскольку требуют совместной работы от инженеров, биологов и медиков (как минимум). При этом создаются протезы каждый раз индивидуально: гильза, к которой крепится бионическая рука или нога должна идеально подходить по форме и размеру. Иногда приходится делать несколько моделей, поскольку есть риск того, что протез по какой-то причине не подойдёт. Возможно, ситуацию сможет исправить 3D-печать: с ее помощью создают недорогие протезы с учетом большей части индивидуальных особенностей пациентов. Кроме того, они еще и очень легкие. Правда, судя по всему, у них есть определённые проблемы с прочностью и, как следствие, сроком службы. Такие протезы стоят до $10 тыс. Новейшие модели бионических протезов выполняют всё больше разнообразных функций. Уже существуют протезы со встроенным пей-пасс модулем, выключателем для умных устройств, wi-fi-модулем. Совсем скоро протезы смогут заменять смартфоны, фитнес-трекеры, умные колонки и часы. https://www.amputee-coalition.org/limb-loss-resource-center/resources-filtered/resources-by-topic/limb-loss-statistics/limb-loss-statistics/

Похожие статьи

Бионические глаза и нейропротезы Порядка 40 млн слепых людей во всем мире...
Бионические глаза и нейропротезы Порядка 40 млн слепых людей во всем мире нуждаются в технологиях, которые смогут вернуть им способность видеть. Однако до сих пор не существует доступного способа протезирования зрения. Мы привыкли ассоциировать зрение лишь с глазами – тем не менее, помимо самих глазных яблок в процессе участвует зрительная кора головного мозга, которой мы фактически «видим», и нервные пути, которые соединяют глаза с мозгом. В зависимости от определённой патологии можно попытаться реализовать протезирование практически на каждом из этих этапов. В 1956 году австралийский ученый Дж. И. Тассикер запатентовал первый ретинальный имплант, который почти не давал полезного зрения, но смог показать, что можно искусственно вызывать зрительные сигналы. Ретинальный имплант (имплант сетчатки) вводит визуальную информацию в сетчатку, электрически стимулируя её выжившие нейроны. На тот момент вызванные зрительные восприятия имели довольно низкое разрешение, достаточное лишь для распознавания простых объектов. Из-за технологических ограничений прошло очень много времени, прежде чем появились какие-то реальные разработки, способные дать зрение, с которым человек мог бы полноценно видеть. Так, в 2019 году в мире насчитывалось около 50 активных проектов, фокусирующихся на протезировании зрения. Пару лет назад на рынке было доступно три ретинальных импланта, которые прошли клинические испытания и были сертифицированы государственными регулирующими органами: европейским CE Mark и американским FDA. 1) Second Sight Medical Products, США 2) Pixium Vision, Франция 3) Retina Implant AG, Германия IRIS II (Pixium Vision) и Argus II (Second Sight) имели внешние устройства (очки с видеокамерой и блок обработки видеосигнала). Слепой человек смотрит при помощи камеры, с нее картинка направляется в процессор, где изображение обрабатывается и распадается на 60 пикселей (для системы Argus II). Затем сигнал направляется через трансмиттер на электродную решетку, вживленную на сетчатке, и электрическим током стимулируются оставшиеся живые клетки. В немецком импланте Alfa АMS (Retina Implant) нет внешних устройств, и человек видит своим собственным глазом. Имплант на 1600 электродов вживляется под сетчатку. Свет через глаз попадает на светочувствительные элементы и происходит стимуляция током. Питается имплант от подкожного магнитного коннектора. Все три ретинальных импланта больше не производятся, так как появилось новое поколение кортикальных протезов (для стимуляции коры головного мозга, а не сетчатки глаза), но они остались своего рода вехой в индустрии, и технологии, на которых они основываются, продолжает совершенствоваться. Однако, несмотря на значительное количество проектов фундаментальных разработок по улучшению ретинальных имплантов, ни один из них ещё не прошел клинические испытания: 1) Улучшенный имплант DRY AMD PRIMA компании Pixium с увеличением количества электродов для стимуляции большего количества клеток сетчатки проходит клинические испытания; 2) Retina Implant AG закрыли производство; 3) Second Sight проводят клинические испытания своего кортикального импланта, но в марте 2020 года компания уволила 80% сотрудников из эксплуатационно-производственного подразделения. В следующей публикации продолжим разговор об основных фундаментальных технологиях в области ретинальных имплантов. https://eyewiki.aao.org/Retina_Prosthesis
5259 

06.03.2021 10:53