أخذت حياة كارين منعطفًا دراماتيكيًا عندما أودع حادث زراعي ذراعها اليمنى قبل أكثر من عقدين من الزمان. منذ ذلك الحين، تحملت آلامًا شديدة في الأطراف الوهمية. “كان الأمر يشبه وكأن يدي محشورة باستمرار في مطحنة لللحم، مما أثار مستوى عالٍ من التوتر واضطررت لتناول جرعات عالية من مختلف أدوية مسكنة للألم.”
بالإضافة إلى ألمها الشديد، وجدت أن الأطراف الصناعية التقليدية كانت غير مريحة وغير موثوقة، وبالتالي لم تقدم مساعدة كبيرة في حياتها اليومية. تغير كل هذا عندما تلقت تكنولوجيا بيونية رائدة تسمح لها بارتداء أطراف صناعية أكثر وظيفية بشكل مريح طوال اليوم. تحقق التكامل الأعلى بين التقنيات البيونية وأطراف كارين أيضًا تخفيفًا لألمها. “بالنسبة لي، كانت هذه الأبحاث تعني الكثير، حيث أنها منحتني حياة أفضل.”
اندماج ملحوظ بين الإنسان والآلة
التثبيت الميكانيكي والتحكم الموثوق بهما هما واحدة من أكبر التحديات في استبدال الأطراف الصناعية. غالبًا ما يرفض الأشخاص الذين فقدوا الأطراف حتى الأطراف الصناعية المتطورة تجاريًا بسبب هذه الأسباب، بعد تجربتهم لتجربة التثبيت المؤلمة وغير المريحة مع القدرة المحدودة والتحكم غير الموثوق به.
حل هؤلاء المشكلات جمع مجموعة متعددة التخصصات من المهندسين والجراحين من خلال تطوير واجهة بين الإنسان والآلة تسمح بتثبيت الطرف الصناعي بشكل مريح على هيكل العظم للمستخدم من خلال تكامل العظام، بينما تمكن أيضًا من الاتصال الكهربائي مع النظام العصبي من خلال زرع الكهرباء في الأعصاب والعضلات. تم نشر هذا البحث الآن في مجلة علم الروبوتات العلمية.
قاد البحث البروفيسور ماكس أورتيز كاتالان، رئيس بحوث الأطراف الصناعية في معهد البيونيات في أستراليا ومؤسس مركز البيونيات وأبحاث الألم (CBPR) في السويد.
“كارين كانت أول شخص فقد الذراع تحت المرفق الذي استلم هذا المفهوم الجديد لليد البيونية المتكاملة بشكل عالي والتي يمكن استخدامها بشكل مستقل وموثوق في الحياة اليومية. حقيقة أنها استطاعت استخدام طرفها الصناعي براحة وفعالية في الأنشطة اليومية لسنوات تشكل شهادة واعدة على إمكانيات هذه التقنية الجديدة لتغيير حياة الأفراد الذين يواجهون فقدانًا للأطراف.”
تتمثل التحديات على مستوى فقدان الذراع في أن العظمتين (الزند والعضد) يجب أن تكونا محوريتين ومحملتين بالتساوي، وأن هناك مساحة محدودة للمكونات المزروعة والصناعية. ومع ذلك، تمكن الفريق البحثي من تطوير زرع عضلي-عظمي مناسب يربط النظام البيولوجي للمستخدم (النظام العصبي) بالنظام الإلكتروني للأطراف الصناعية.
“نهجنا المتكامل من الجراحة والهندسة أيضًا يفسر انخفاض الألم، حيث يستخدم كارين اليوم نفس الموارد العصبية إلى حد ما للتحكم في الأطراف الصناعية مثلما كانت تفعل ليدها البيولوجية المفقودة.” علاج ومنع الألم بعد البتر هو هدف آخر رئيسي لفريق البروفيسور ماكس أورتيز كاتالان. تقول كارين: “[لدي الآن] تحكم أفضل في طرفي الصناعي، ولكن الأهم من ذلك، انخفضت آلامي. اليوم، أحتاج إلى أقل كمية من الأدوية.”
ميزة رئيسية في التكنولوجيا البيونية الجديدة هي التثبيت العظمي للأطراف الصناعية عبر تكامل العظام – العملية التي يتحد بها النسيج العظمي مع التيتانيوم لإنشاء اتصال ميكانيكي قوي.
البروفيسور ريكارد برانيمارك، باحث مشارك في MIT، أستاذ مشارك في جامعة غوتنبرغ، والمدير التنفيذي لشركة Integrum، قاد الجراحة وعمل مع تكامل العظام في أطراف الأطراف منذ استخدامها لأول مرة في البشر. قال البروفيسور برانيمارك: “التكامل البيولوجي للزرعات التيتانيوم في نسيج العظم يفتح أبوابًا لتطوير الرعاية للمفقودين للأطراف بشكل أفضل.”
“من خلال الجمع بين تكامل العظام والجراحة الترميمية وزرع الكهرباء والذكاء الاصطناعي، يمكننا استعادة الوظيفة البشرية بطريقة لم تحدث من قبل. مستوى فقدان الذراع تحت المرفق لديه تحديات خاصة، والمستوى الوظيفي الذي تم تحقيقه يمثل إنجازًا هامًا لمجال إعادة بناء الأطراف المتقدمة بشكل عام.”
تم إعادة ترتيب الأعصاب والعضلات في الطرف المتبقي لتوفير مصادر أكثر لمعلومات التحكم الحركي للأطراف الصناعية. أجرى الدكتور باولو ساسو هذا الجزء من الجراحة التي أجريت في مستشفى جامعة سهلغرينسكا في السويد، حيث قاد أيضًا أول عملية زرع لليد تمت في إسكندنافيا.
قال الدكتور ساسو: “اعتمادًا على الظروف السريرية، يمكننا أن نقدم أفضل حلاً لمرضانا والذي يكون في بعض الأحيان هو الحلا البيولوجي مع زرع اليد، وفي بعض الأحيان هو الحلا البيوني مع الأطراف الصناعية على مستوى العظام والعضلات. نحن نعمل باستمرار على تحسين كليهما.” حاليًا، يعمل الدكتور ساسو في معهد جامعة Rizzoli الأوروبي ومركز البيونيات وأبحاث الألم في السويد.
“مشروع DeTOP، الذي تم تمويله من قبل اللجنة الأوروبية”، وفقًا للبروفيسور كريستيان تشيبرياني، من Scuola Sant’Anna في بيزا، “قدم فرصة رائعة للتعاون، مما جعل تماسك تقنيات الأطراف الصناعية والروبوتات الحديثة المتاحة في مؤسساتنا ممكنًا، والتي قد تكون لها تأثير رائع على حياة الناس.”
اليد الروبوتية التي طورتها Prensilia، والمعروفة باسم Mia Hand، تتميز بمكونات حساسة وحركية فريدة تسمح للمستخدم بأداء 80% من أنشطة الحياة اليومية. يقول الدكتور فرانشيسكو كليمنتي، المدير الإداري لشركة Prensilia: “قبول الطرف الصناعي مهم لاستخدامه بنجاح، بالإضافة إلى الأداء التقني، كانت Prensilia تسعى لتطوير يد يمكن تخصيصها بالكامل جماليًا. وُلدت Mia Hand لتُعرض وليس لإخفائها. أردنا أن يفخروا المستخدمون بمن هم عليه، بدلاً من أن يخجلوا من ما فقدوه.”
المصدر : https://medicalxpress.com/news/2023-10-bionic-merges-user-nervous-skeletal.html
