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Medizin

Handprothese zeigt Fingerspitzengefühl

Donnerstag, 6. Februar 2014

dpa

Lausanne/Rom/Freiburg – Ein europäisches Forscherteam hat eine „bidirektionale“ Handprothese entwickelt, mit der ein amputierter Patient nicht nur Dinge greifen konnte. Eine spezielle Sensorik vermittelte ihm – für die Dauer der Studie in Science Translati­onal Medicine (2014; 6: 222ra19) – nahezu in Echtzeit ein gewisses Tasterlebnis, das den Funktionsumfang der Prothese deutlich erweiterte.

Die Entwicklung von Armprothesen ist in den letzten Jahren deutlich vorangeschritten. Mittels Mikroelektronik und einer Vielzahl von Motoren lassen sich die Bewegungen der Hand immer besser simulieren. Es fehlte bisher jedoch ein sensorisches Feedback, über das der Träger erkennt, ob er eine weiche Tomate oder eine feste Kugel zwischen den Fingern hält.

Sechs Forschungseinrichtungen aus Italien, der Schweiz und Deutschland arbeiten seit 2008 im Projekt LifeHand 2 an einer bidirektionalen Handprothese. Ein Prototyp verfügt über spezielle Sensoren, die die Spannung in den künstlichen Sehnen messen, mit der die Prothese die Finger bewegt. Die Signale werden von einem Rechner mit einem speziellen Algorithmus in elektrische Impulse umgewandelt, die das menschliche Nervensystem versteht. Die Schnittstelle bilden Hautnerven im Stumpf des Patienten.

Der erste Träger des Prototyps war ein 36-jähriger Mann aus Dänemark, der seine linke Hand bei einem Unfall mit Feuerwerkskörpern verloren hatte. Ihm wurden am 26. Januar 2013 von einem Ärzteteam um den Chirurgen Paolo Maria Rossini von der Università Cattolica del Sacro Cuore in Rom vier Elektroden in den Armstumpf implantiert und zwar in der Nähe von Nervus medianus und Nervus ulnaris, die normalerweise die Nerven­signale der Tastkörperchen von Hand und Fingern ans Gehirn weiterleiten.

Die speziellen Elektroden hatte ein Team um Thomas Stieglitz vom Institut für Mikro­systemtechnik an der Universität Freiburg entwickelt. Es hatte darauf geachtet, dass die Elektroden die Signale auch nach der unvermeidlichen Bildung von Narbengewebe auf die afferenten Nervenfasern übertragen.

Die Ergebnisse haben sowohl den Patienten als auch die Wissenschaftler begeistert. Ohne viel Training war der Patient in der Lage, seine künstliche Hand zu steuern. Mit verbundenen Augen konnte er Gegenstände wie einen Plastikbecher, eine Mandarine oder einen schweren Holzwürfel „erfühlen“ und mit der richtigen Kraft präzise greifen, berichtet das Team. Die Verbindung von Technik und biologischem System habe praktisch intuitiv funktioniert.

Da es sich um einen ersten Test handelte, mussten die Elektroden nach 30 Tagen entfernt werden. Dies sieht eine europäische Rahmenvorgabe für Medizinprodukte vor. Weitere Studien sind an Patienten in Rom, Lausanne und Aalborg geplant, heißt es in der Pressemitteilung der Universität Freiburg.

Bis zur Marktreife dürften noch einige Jahre vergehen. Die derzeitige „bionische“ Hand ist schon deshalb nicht alltagstauglich, weil sich viele Einzelteile der Sensorik noch außerhalb der Hand befinden. Der nächste Schritt bestehe in einer Miniaturisierung der Technik, schreiben die Forscher. Der Patient aus Dänemark muss derweil wieder Vorlieb nehmen mit einer teilmotorisierten Prothese, mit der er gerade einmal die Hand öffnen oder schließen kann. Den Bewegungsumfang vergleicht er mit der Handbremse an einem Motorrad. © rme/aerzteblatt.de

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