Tehnoloogiate arenguga on disainerite ja arstide ühistel jõupingutustel juba võimalik anda puudega inimesele täisväärtuslik elu, asendades haige või kaotatud organi multifunktsionaalse proteesiga.
Biomehaanika uurib elusorganismi liikumist, samuti mehaanilisi protsesse süsteemides, organites ja kudedes. Selle teaduse ajalugu sai alguse iidsetest aegadest - meenutagem vähemalt tuntud Itaalia arsti nimega Galen. Järeltulijad on tema töö vilju nautinud juba üle tuhande aasta.
Arvatakse, et esimesed proteesid ilmusid iidses Indias ja Egiptuses. Muidugi olid nad äärmiselt ürgsed ega asendanud parimal viisil kaotatud jäsemeid. Sarnaste proteeside hulka kuuluvad piraatkonksud koos puidust kändudega.
Mõnel juhul oli kahetsusväärne ainult puhtalt kosmeetilise efektiga, näiteks klaasist silm võis maskeerida oleviku kaotuse, kuid ei täitnud oma funktsioone. Alles 19. sajandil ilmusid paljulubavad käeproteesid, milles küünarnuki liiges oli painutatud, sõrmed kokku ja lahti keeratud.
Biomehaanika läbimurre
Kahekümnes sajand tõi proteesimise kõrgemale arengutasemele. Eelmise sajandi arstidel oli võimalus asendada mitte ainult jäsemeid, vaid ka siseorganeid. Nii siirdas 1937. aastal siirdamise pioneer V. P. Demikhov koerale tehissüdame. Hoolimata asjaolust, et loom ei elanud kaua, kinnitati idee enda elujõulisust. Nendel päevadel on tehisarterid, ventiilid ja südamed väga erineva kujundusega.
Reklaamvideo:
Nüüd teevad arstid üle kogu maailma arvukalt operatsioone kuuldeaparaatide ja kunstliku silmaklaasi paigaldamiseks, katkiste luude sulandamiseks ja kulunud liigeste asendamiseks. Inimkond on selliste probleemide lahendamise äärel, nagu tehisorganite ja jäsemete loomine, mis suudavad täielikult taastada kõik varem kaotatud funktsioonid.
Mehaaniline jäseme
Möödunud sajandil on mõned tehnoloogiad nii palju arenenud, et on loodud manipulaatoreid, mille võimalused ületavad inimese käe füüsilisi võimeid. Neid on pikka aega mikroprotsessorite kontrolli all tööstuses kasutatud. Loomulikult tekkis idee luua täiuslikud mehaanilised käed ja jalad.
Täna võime täie kindlusega öelda, et asjad on liikunud kiiresti. Briti ettevõtet Touch Bionics peetakse õigustatult ainulaadsete biooniliste proteeside väljatöötamise pioneeriks. Valitsuse toetust kasutades valmistas ta proteesid veteranidele ning alates 2007. aastast on ettevõte liikunud oma kaubamärgiga jäsemete joonega ärisektorisse.
Touch Bionics tehtud proteesid sisaldavad spetsiaalseid andureid. Nad registreerivad kõige nõrgema elektrilise impulsi, mis tuleneb jäseme selle osa lihaste kokkutõmbumisest, mis suutnud ellu jääda. Protees reageerib lihaste tööle ja täidab programmeeritud liigutusi. Pärast mõnda treeningut liigutab patsient sõrmi vabalt, võtab esemeid ja reguleerib surumisjõudu.
Johns Hopkinsi ülikoolis töötavad Ameerika teadlased on saavutanud ka muljetavaldavaid tulemusi. Nende patsient, kes kaotas 40 aastat tagasi mõlemad käed, sai proteeside abil teha lihtsaid liigutusi - võtta tassi või ajalehte, vahetada puldil telekanaleid.
Siiski on müoelektrilisel tehnoloogial oma puudus. Närvisüsteemiga suhtlemise puudumine võimaldab teil teha ainult programmeeritud toiminguid. Selle probleemiga võitlevad Chalmersi tehnikaülikooli Rootsi teadlased. Siin luuakse bioonilised jäsemed, mida juhitakse segapõhimõttel: kasutades osaliselt müoelektrilisi meetodeid ja osaliselt närvisüsteemist elektrilisi signaale. Viimane saavutatakse kehasse siirdatud elektroodide abil. See tehnoloogia võimaldab proteesi intuitiivselt juhtida.
Samal ajal tegelevad teadlased kogu maailmas jalaproteeside loomisega. Need kunstlikud jäsemed ei vaja liikumise peenmotoorika mehhanisme, kuid siin on ka mõned nüansid: inimene peab unustama, et tal on protees. Seda tulemust pole veel saavutatud, kuid siiski on tehtud teatavaid edusamme. Proteesijalgadega on inimesed juba teinud mitu kilomeetrit matka, kõndinud kõrgeimate pilvelõhkujate ülemistele korrustele, ühesõnaga, nad tegid seda, mida isegi mõned terved inimesed ei suutnud.
Vaadake uuesti maailma
Inimese nägemist asendava seadme väljatöötamine on kõige raskem ülesanne. Päev on endiselt kaugel, kui ilmub seade, mis kompenseerib inimesele nägemise kaotuse täielikult, kuid selles suunas on mõned sammud juba tehtud. Aktiivselt arendatakse kunstlikku võrkkesta. Selle konkreetse organi haigus muutub kõige sagedamini nägemiskaotuse põhjustajaks.
Ameerika teadlased on juba esitanud seadme nimega "Argus 2", millest võib saada esimese bioonilise silma prototüüp. Sisseehitatud kaameraga prillid saadavad signaali instrumendi arvutisse. Seal see töödeldakse ja edastatakse vastuvõtjale, kus see muudetakse silma implanteeritud elektroodide käsuks. Elektroodid stimuleerivad nägemisnärvi ja võrkkesta rakke, mis võimaldab nägemist taastada.
Kaasaegsetel Arguse mudelitel on ainult 60 elektroodi, mis on äärmiselt väike. Kuid isegi selline seade võimaldas kliiniliste uuringute ajal täiesti pimedatel inimestel kosmoses liikuda ja suuri tähti lugeda. Ameerika teadlased kavatsevad loodud aparatuuri eraldusvõimet suurendada ja lõpuks saavutada nägemise taastamise 100 protsenti.
Nano Retinal on selle probleemi lahendamiseks oma lähenemisviis. Selle spetsialistid on välja töötanud omamoodi anduri eraldusvõimega 24X24 pikslit, mis on ühendatud otse nägemisnärviga. Implantaati toidetakse spetsiaalsete klaaside kaudu, mis projitseerivad sellele infrapunakiirgust. Implantaat teisendab piksli andmed elektrilisteks impulssideks, mis võimaldab aju seda sõeluda.
Kirjeldatud süsteem pole veel kliinilisi katseid läbinud, kuid arendajate arvutuste kohaselt näitab see häid tulemusi ja seda on Arguse mudeli abil palju lihtsam rakendada.
Bioonilised proteesid muutuvad õigel ajal igapäevaseks reaalsuseks ja see on juba esimene samm küborgide - masina ja inimese ainulaadse kombinatsiooni - tekke poole. Kuid sellest saab hoopis teine lugu.
