Wszczepianie sztucznych kończyn w ciało

Johnny Matheny, były piekarz z Redhouse w stanie Wirginia, stracił lewą rękę z powodu raka kości w 2008 roku. Teraz nosi protezę w kształcie haka przypiętą do klatki piersiowej; potrafi mozolnie otwierać i zamykać hak oraz poruszać ramieniem w górę iw dół, napinając określone mięśnie. Ale niecierpliwie czeka na nową technologię, która jego zdaniem będzie działać znacznie lepiej: chirurgicznie wszczepione urządzenie, które przyczepia się bezpośrednio do kości, potencjalnie umożliwiając większy zakres ruchu i bardziej precyzyjną kontrolę.

Lepsze połączenia: To zdjęcie rentgenowskie kobiety, która straciła część ręki w zamachu bombowym w londyńskim metrze w 2005 roku. Używa sztucznej kończyny, która zatrzaskuje się na łączniku przymocowanym bezpośrednio do pozostałej kości. Teraz codziennie pływa z protezą.

Urządzenia były testowane na ludziach od ponad dekady w Europie, ale niosą ze sobą znaczne ryzyko. Ponieważ wymagają połączenia, które wystaje przez skórę, infekcje są dość powszechne i często wymagają wtórnych operacji. Naukowcy z Europy i USA próbują opracować sposoby lepszej integracji urządzenia z ciałem – tworząc silniejsze połączenia między metalem, kością i ciałem – w celu zmniejszenia tego ryzyka.

Mamy wielką nadzieję. Fakt, że osoby, które otrzymały implanty, są ambulatoryjne, oznacza, że ​​ich jakość życia jest oczywiście znacznie lepsza niż była, mówi Grant McGimpsey , dyrektor Instytutu Bioinżynierii w Worcester Polytechnic Institute. Ale musimy pomyśleć o [ryzyku infekcji] przed wdrożeniem go u dużej liczby osób. Poszukujemy rozwiązania protetycznego na 70 lat.

Protezy obecnie dostępne dla osób po amputacji pasują do kikuta użytkownika. Chociaż mogą znacznie poprawić jakość życia, umożliwiając na przykład chodzenie wielu osobom, mają również poważne wady. Chodzenie może być dość bolesne, a tarcie między kikutem a gniazdem protezy może prowadzić do przewlekłych ran i infekcji. W przeważającej mierze największym powodem, dla którego ludzie nie mogą chodzić po amputacji, jest to, że nie mogą nosić oczodołu, Richarda McGougha, chirurg ortopeda na Uniwersytecie w Pittsburghu.

W przypadku tak zwanych implantów osteointegrowanych, które przyczepiają się bezpośrednio do kości, cylindryczne urządzenie jest chirurgicznie wprowadzane do zagłębienia pozostałej kości. Celem jest zachęcenie kości do wrastania w metal, podobnie jak po operacjach wymiany stawu. Sama sztuczna kończyna przyczepia się do krótkiego łącznika wystającego ze skóry, eliminując niektóre problemy z protezami gniazdowymi.

Do tej pory wiele implantów tego typu wykonano w Niemczech pod kierunkiem Horsta Aschoffa, dyrektora oddziału chirurgii plastycznej, ręcznej i rekonstrukcyjnej przy Klinika Sana w Lubece. Jego zespół leczył ponad 50 pacjentów w ciągu ostatniej dekady. Badania Aschoffa pokazują, że osoby z implantami kończyn dolnych poruszają się bardziej naturalnie niż osoby z tradycyjnymi protezami, mają bardziej symetryczny chód i zużywają mniej energii, aby wykonać ten sam ruch.

Ale procedura jest nadal dość ryzykowna. Największą przeszkodą jest strach przed infekcją, mówi McGough, który współpracował z Aschoffem. W medycynie nie ma wielu innych systemów, w których celowo wystaje ze skóry kawałek metalu. Według ankiety przeprowadzonej wśród 40 pacjentów Aschoffa, którzy otrzymali implanty w latach 2003-2009, około połowa musiała przejść drugą operację, aby poradzić sobie z infekcjami lub innymi powikłaniami. Pięciu usunęło implanty. Jednak 38 z 40 powiedziało, że ponownie podda się pierwotnej operacji.

Zespół Aschoffa wzorował się na zębie. Grupa wysunęła teorię, że dobrze zakotwiczony implant – w którym kość wrosła w metal – zapobiegnie migracji bakterii do kości i wywołaniu niebezpiecznych infekcji. (Na przykład bakterie w naszych ustach zwykle pozostają na powierzchni naszych zębów, języka i dziąseł). Gordon Blunn , szef Centrum Inżynierii Biomedycznej na University College London, przyjął nieco inną drogę, czerpiąc inspirację z jelenia, którego poroża stanowią naturalny model zdrowego połączenia skóry i kości.

W ramach normalnego gojenia się ran po zabiegu chirurgicznym brzegi pociętych odcinków skóry będą próbowały się złączyć, rosnąc w dół wzdłuż kołka łączącego implantu protetycznego w poszukiwaniu kolejnego kawałka skóry. Ale to tworzy kieszeń, która może zbierać brud i zwiększać ryzyko infekcji. Zespół Blunn skoncentrował swoje wysiłki na zachęcaniu skóry do tworzenia ścisłego uszczelnienia wokół implantu, zmniejszając w ten sposób ryzyko infekcji. Wydaje się, że jeleń robi to przez duże pory w kości tuż pod skórą. Pory te sprzyjają przyleganiu tkanek miękkich. Blunn i współpracownicy naśladowali ten proces, dodając porowaty kołnierz, wszczepiony tuż pod skórą, zachęcając do tworzenia optymalnego uszczelnienia skóry. Blunn jest konsultantem naukowym Implanty Stanmore'a , którego celem jest komercjalizacja technologii.

Jak dotąd jego zespół chirurgicznie wszczepił implanty czterem osobom, z których jedna była po amputacji kończyny dolnej, która we wrześniu wspięła się na Kilimandżaro z protezą nogi. (Jednym z najsłynniejszych tematów Blunna jest kot Oscar, który rok temu otrzymał dwie protezy tylnych kończyn po wypadku z kombajnem. Dwa miesiące po otrzymaniu implantów Oscar mógł biegać).

Ku rozczarowaniu Matheny'ego testy na ludziach jeszcze się nie rozpoczęły w Stanach Zjednoczonych. Jest to w dużej mierze spowodowane wysokim ryzykiem infekcji, ale Matheny mówi, że jest to szansa, którą jest gotów podjąć. McGough, który jest chirurgiem Matheny'ego, jest częścią zespołu współpracującego z europejskimi naukowcami i innymi grupami w USA, aby uzyskać zgodę amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków na wprowadzenie tej technologii do Stanów Zjednoczonych.

Myślę, że to zmieni wszystko dla osób po amputacji, mówi McGough. Chirurg wyjechał do Niemiec, aby poznać procedurę i już jednemu pacjentowi wszczepił tam implant. Ma nadzieję, że Matheny będzie następny; tamtejsi naukowcy zbudowali mu już urządzenie zaprojektowane na zamówienie. Ze względów prawnych operacja musi się odbyć w Niemczech. A ja nie mam jeszcze pieniędzy, żeby tam pojechać, mówi Matheny.

ukryć