Биопротезирование
Научный прогресс не стоит на месте и с каждым днём набирает обороты, в пару мним идёт и активное развитие общества. Неизменными остаются только риск и опасность, которые поджидают нас за каждым углом. Никакой человек не застрахован от получения травмы. Только по статистике Росстата мы узнаём, что 70% от населения страны получают травмы на улице и в быту. В этот процент не входят люди предприятий, школьники и студенты. Конечно, получение травмы не всегда несёт в себе тяжёлые последствия, и в редких случаях можно остаться инвалидом.
Согласно ещё одной статистике, которую нам предлагает ООН около 15% процентов населения мира имеют нарушения структур организма, снижающие его функциональность. Такие нарушения сильно сказываются на уровне физической и социальной активности человека, что снижает качество жизни и становится препятствием при реализации профессиональной деятельности.
Люди в попытках уменьшить негативное влияние травмы, изменяют инфраструктуру городов, создают хорошие условия для лиц с ограниченными возможностями, адаптируя окружающую среду под них. Также прибегают к использованию искусственных конечностей – протезов.
С развитием современных технологий выбором все чаще становятся биопротезы.
Что такое биопротезирование?
Давайте разберёмся с терминологией, для того чтобы лучше понимать с чем мы имеем дело.
Бионическое протезирование или сокращённо биопротезирование это один из разделов бионики. Эта отрасль занимается проектированием и созданием протезов утерянных органов и конечностей.
Биопротезы – это протезы конечностей, которые с помощью маленьких датчиков способным считывать нервно-мышечные импульсы и приводить протез в действие. Самое малое, что может делать такой протез это сгибаться и разгибаться, более сложные системы способны воспроизводить даже мелкую моторику.
Именно благодаря появлению биопротезов появилась возможность вернуть утраченные функции организма, что безусловно поможет людям с ограниченными возможностями к повышению качества жизни.
Как работает биопротез?
Принцип работы обычных протезов примитивен и понятен, они просто заменяют отсутствующую конечность. Но как же быть с биопротезами? Благодаря техническому прогрессу, управление функциональным протезом вышло на новый уровень.
Бионический протез, он же биоэлектрический и миоэлектрический, работает за счет, так называемого электрического потенциалы, возникающего при сокращении мышечных тканей, который считываются специальными мио-датчиками. Мио-датчики, которые обеспечивают корректное считывание этого электрического потенциала, состоят из чувствительных электродов. Они передают считываемый сигнал в микропроцессор, мозг всего протеза, который совершает обработку полученной информации при помощи компьютерных алгоритмов. В итоге микропроцессор, опираясь на полученный сигнал, за доли секунды формирует команды и направляет их в двигатели, которые и приводят в движение активные части протеза.
По такому же принципу работают и невидимые для нас биопротезы, которые вживляются внутрь тела. Это могут быть искусственные сосуды, суставы и даже органы. Примерно 20 лет назад удалось разработать кардиопротез способный заменить человеку сердце. Его носителем стал Питер Хаутон, которому оставалось жить несколько недель. Однако при помощи такого протеза и проведения удачной операции жизнь Питера увеличилась не просто на несколько месяца, а на целых 7 лет.
Из чего же изготавливают биопротезы?
Не мало важную роль в биологических протезах занимает именно то из чего их изготавливают. Протез должен быть не только удобным, но и прочным, чтобы служить хозяину как можно дольше.
В основном, для создания каркаса используются поливинилхлориды, стеклопластики, жесткие и эластичные пенопласты, а также легкие металлические сплавы. Существует множество видов пластика, которые обладают различной температурой плавления, повышенной прочностью или эластичностью и другими важными в протезировании факторами. Ещё каркас должен обладать функцией, которая будет защищать электронные систем от различных повреждений. Внутри каркаса находиться аккумулятор. Аккумулятор представляет собой не просто батарейку, которую мы можем вставить в фотоаппарат или машинку на радиоуправлении, а тонкопленочную батарею, которая представляет собой литий-ионную батарею толщиной всего несколько миллиметров. Сверху каркас обычно покрывают силиконовой или резиновой оболочкой, создающих имитацию кожи.
Для комфортного использования протеза и повышения его мобильности используют механические системы. Например, в искусственных ногах используются пружинные пневматические амортизаторы, обеспечивающие смягчение и распределение ударной нагрузки при движении.
Тенденции, которые нас ждут в будущем
На сегодняшний день существует две основных тенденции по развитию бионических протезов. Суть первой заключается в возможности человеком с биопротезом почувствовать объект взаимодействия. Ощутить его температуру, материал, вес, плотность и.т.п. То есть сделать протез чувствительным. Суть второй тенденции это разработка удобной технологии для вживления всех составных частей протеза. Такая потребность существует, потому что большенство протезов нужно каждый раз снимать и надевать перед приемом душа или сном.
Как сейчас обстоят дела с биопротезированием?
Хоть биопротезирование и красиво звучит. К сожалению, высокотехнологическое протезирование подразумевает большие затраты и поэтому пока мало распространено. И многие носители бионического протеза получили их от частных благотворительных организаций или при помощи общественного сбора средств. Однако сегодня уже существуют государственные программы, которые нацеленные на развитие бионического протезирования.
Автор: Смирнова Ольга Сергеевна
