Протезирование

В 2015 компания молодых разработчиков из Новосибирска создала технологию производства роботизированного протеза кисти, который будет втрое дешевле немецкого и в семь раз дешевле английского аналога. Это стало возможно благодаря отказу от дорогостоящих материалов. Карбон и титан новосибирские разработчики заменили полимерами и более дешевыми металлическими сплавами. Кроме того, в производстве используется 3D-печать.

В мае 2015 российская компания "Моторика" прошла сертификацию функционального механического протеза кисти, с этого времени цветные протезы с различными технологичными и игровыми насадками в России устанавливаются бесплатно. В настоящее время компания также занимается разработкой дешевого биоэлектрического протеза.

                                       Виды протезирования

Эндопротезирование: от эндо — внутри.

Эндопротезирование тазобедренного сустава

Замена шейки и головки бедра на металлический протез называется монополярным эндопротезированием. Замена проксимального отдела бедра и вертлужной впадины называется тотальным эндопротезированием тазобедренного сустава. В вертлужную впадину имплантируется ацетабулярный компонент (чашка), который может быть цементной или бесцементной фиксации. Бесцементная фиксация (pressfit) металлическая чашка с пористым покрытием забивается на место вертлужной впадины после обработки последней сферическими фрезами. В дальнейшем подразумевается остеоинтеграция кости в компоненты протеза. В чашку устанавливается полиэтиленовая или керамическая вставка (оксид алюминия), называемая вкладышем. В бедро имплантируется ножка с конусом на шейке для крепления головки эндопротеза. Головка бывает керамической или выполненной из различных сплавов.

Бедренный компонент (ножка) эндопротеза бывает цементной     фиксации — и тогда крепится в бедре при

помощи специального полимерного материала (костного цемента), а бывает

бесцементной фиксации и как правило имеет пористое покрытие для возможности остеоинтеграции кости в компоненты протеза.

Цементная фиксация более пригодна для пожилых людей. Выделяют ряд осложнений— ятрогенный остеомиелит (нагноение), асептическое

расшатывание компонентов протеза, различные сосудистые и неврологические нарушения. Нагноение бывает бактериологического плана(стрептококки, стафилококки и т. п.), вирусного (герпес), или грибкового и борются с ним соответствующими средствами —антибиотиками, противовирусными и противогрибковыми препаратами, особенно если конкретную причину удаётся выявить в результате пункций и посевов. На эндопротезирование в России распространяется практика выделения бюджетных средств «на высокотехнологическую помощь» — квот. Ожидание операций по квоте в России занимает от 3 до 6 месяцев (по состоянию на 2014 год - в среднем около 20 месяцев).

Имплантаты

Имплантаты (нем. Implantat) — класс изделий медицинского назначения, используемых для вживления в организм либо в роли протезов (заменителей отсутствующих органов человека), либо в качестве идентификатора (например, чип с информацией о домашнем животном, вживляемый под кожу). Имплантаты стоматологические — вид имплантатов для вживления в кости верхней и нижней челюсти, которые используются в качестве основы для прикрепления съемных и несъёмных стоматологических протезов. Существует также имплантация капсул с фармакологическим содержимым, например, противозачаточных капсул Norplant (англ.), содержащих гормональные контрацептивы.

Протезирование биоэлектрическое

Протезирование биоэлектрическое — специальный вид реабилитации больных в основном с культями верхних конечностей, предусматривающий обеспечение их протезами с биоэлектрическим управлением исполнительными механизмами (органами).

 П.б. осуществляется специализированными кабинетами протезно-ортопедических предприятий. Конструкции протезов, используемых при П. б., разрабатываются НИИ протезирования. Впервые протез предплечья с биоэлектрическим управлением был изготовлен в 1958 г. в СССР За разработку такого протеза в 1970 г. группу советских специалистов удостоили Государственной премии СССР. Лицензии на его изготовление приобретены Англией, Канадой и другими странами. В СССР биоэлектрическое протезирование проводится бесплатно, за счет государства.

В основе П.б. лежит биоэлектрическое управление протезом с использованием в качестве сигналов биотоков мышц культи. Электрическая активность мышц культи отводится с помощью электродов, соприкасающихся с кожей культи и расположенных в гильзе протеза. Порог срабатывания биоэлектрического протеза находится в пределах 25— 40 мкв. Поэтому при электрической активности мышцы в условиях ее свободного сокращения, равной 50 мкв (при максимальном сокращении 100 мкв), обеспечивается надежное управление протезом без утомления больного. Раздельность сокращения мышц-антагонистов, необходимая для управления движениями механизмов протеза, достигается специальной тренировкой под контролем зрения, которая обеспечивает больному информацию о характере активности управляющих мышц.

В практике протезирования используются протезы с релейным (ступенчатым) управлением движениями. В протезах предплечья с биоэлектрическим управлением имеется возможность сгибания и разгибания пальцев, а также ротации кисти. В протезах плеча, кроме этих движений, обеспечивается управление сгибанием и разгибанием в локтевом шарнире. Для больных с культей предплечья в пределах нижней трети предусмотрено комбинированное управление: биоэлектрическое — движениями пальцев кисти протеза и механическое— ротацией кисти. Разработаны протезы с пропорциональным (плавным) управлением, в которых скорость движения механизмов пропорциональна степени активности управляющих мышц. С помощью таких протезов возможно протезирование больных всех возрастных групп начиная с 4-летнего возраста.

П. б. благодаря особенностям управления протезами и использованию внешнего источника энергии возвращает мышцам культи свойственную им функцию сокращения и расслабления, что способствует нормализации тканей культи и улучшению кровообращения в них. Кроме того, значительно снижаются энерготраты, уменьшаются компенсаторные движения, степень утомления больного, повышаются точность и         координация осуществляемых действий и надежность удержания предметов.

Важным элементом протезирования является тщательное изготовление гипсового негатива, определяющего форму приемной гильзы и места прилегания токосъемников. Места расположения токосъемников соответствуют проекции на приемную гильзу участков отведения наилучшей электрической активности мышц культи, выбранных для управления протезом.

Активные и рабочие протезы

Рабочий протез после ампутации предплечья (слева) и комплект рабочих приспособлений (справа).

 

Активные протезы дают возможность обслуживать себя, писать. Для работы применяют рабочие протезы, имеющие обычную гильзу с насадкой, в которую вставляются рабочие приспособления. Для приведения в действие протезов применяется электрическая энергия и энергия сжатого газа. Имеются биоэлектрические протезы (рис. 4); созданы методы отведения биоэлектрических сигналов от мышц кисти с помощью накладных электродов и усиления их в электронном полупроводниковом усилителе. Усиленный сигнал управляет работой электродвигателя постоянного тока. Все эти приспособления находятся в протезе.

 

                                     Схемы протезов

 Рис. 1. Протез  стопы после ампутации по Пирогову (слева) и протез голени с плавающей  приемной гильзой (справа). Рис. 2. Протезы: 1 — бедра с голеностопным и  коленным шарнирами; 2 — с полукорсетом, тазобедренным шарниром и замком  в коленном суставе после вычленения  бедра. Рис. 3. Протезы руки: 1 — косметический  руки; 2 — активный после ампутации  плеча.

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Макет протеза плеча с биоэлектрическим управлением (механическая часть): 1 — кисть с электрическим приводом; 2 — гильза предплечья; 3 — электродвигатель механизма локтя; 4 — редуктор; 5 — фрикционная муфта; 6 — червячная передача; 7 — зубчатая муфта; 8 — гильза плеча; 9 — механизм пассивной ротации плеча.

 

 

 

                                        Заключение

Создание технических средств для восстановления способности инвалидов к ручной деятельности и самообслуживанию является сложной и во многом не решенной проблемой. Сложность задачи заключается не только в том, что необходимо создавать легкие и прочные устройства с высоким уровнем миниатюризации отдельных частей, но, главным образом, в принципах построения систем управления. Также у протезирования есть недостатки, от которых стараются избавиться. Например, определенный вид протеза подходит далеко не каждому человеку, и вовсе не любая часть человеческого организма может быть протезирована. 

Назначение идеального активного протеза заключается в выполнении сложных и нетиповых рабочих операций, связанных с обеспечением жизнедеятельности инвалида и должен удовлетворять двум основным требованиям: косметичности и функциональности. В настоящее время решение первой проблемы достигнуто в удовлетворительных пределах, вторая же задача требует решения в соответствии с современным уровнем техники, что в свою очередь определяет необходимость разработки и улучшения современных протезов.

 

                                       Список литературы

1. Славуцкий Я. Л. Физиологические аспекты биоэлектрического управления протезами. — М.: Медицина.
2. Фарбер Б. С., Витензон А. С., Морейнис И. Ш. Теоретические основы построения протезов нижних конечностей и коррекции движения.
3. Гурфинкель В. С., Малкин В. Б., Цетлин М. Л., Шнейдер А. Ю. Биоэлектрическое управление.
4. Кондрашин Н. И., Санин В. Г. Ампутация конечностей и первичное протезирование.
5. Кужекин А. П. Конструкции протезно-отопедических изделий.