211service.com
Implantering av kunstige lemmer i kroppen
Johnny Matheny, en tidligere kommersiell baker fra Redhouse, Virginia, mistet venstre arm på grunn av beinkreft i 2008. Han bærer nå en krok-stil protese festet på brystet; han kan møysommelig åpne og lukke kroken og bevege armen opp og ned ved å bøye visse muskler. Men han venter ivrig på ny teknologi som han tror vil fungere mye bedre: en kirurgisk implantert enhet som festes direkte til beinet, og muligens muliggjør overlegen bevegelsesområde og mer presis kontroll.
Bedre tilkoblinger: Dette er et røntgenbilde av en kvinne som mistet en del av armen i bombeangrepene i Londons T-bane i 2005. Hun bruker et kunstig lem som klikker på en kobling festet direkte til det gjenværende beinet. Hun svømmer nå med protesen hver dag.
Enhetene har blitt testet på mennesker i mer enn et tiår i Europa, men de har betydelig risiko. Fordi de krever en forbindelse som stikker ut gjennom huden, er infeksjoner ganske vanlige, og krever ofte sekundære operasjoner. Forskere i Europa og USA prøver å utvikle måter å bedre integrere enheten med kroppen – og skaper sterkere forbindelser mellom metall, bein og kjøtt – for å redusere denne risikoen.
Vi er veldig håpefulle. Det faktum at folk som fikk implantatene er ambulerende betyr at livskvaliteten deres åpenbart er mye bedre enn den var, sier Grant McGimpsey , direktør for Bioengineering Institute ved Worcester Polytechnic Institute. Men vi må tenke på [infeksjonsrisiko] før vi implementerer det i et stort antall mennesker. Vi ser etter en proteseløsning som vil vare i 70 år.
Protesene som for øyeblikket er tilgjengelige for amputerte passer over brukerens stump. Selv om de kan forbedre livskvaliteten betydelig, slik at mange mennesker kan gå, for eksempel, har de også alvorlige ulemper. Å gå kan være ganske smertefullt, og friksjon mellom stumpen og protesen kan føre til kroniske sår og infeksjoner. Overveldende er den største grunnen til at folk ikke kan gå etter amputasjon fordi de ikke kan ha på seg en stikkontakt, Richard McGough, en ortopedisk kirurg ved University of Pittsburgh.
Med såkalte osseointegrerte implantater, som festes direkte til bein, settes en sylindrisk enhet kirurgisk inn i hulrommet i det gjenværende beinet. Målet er å oppmuntre beinet til å vokse inn i metallet, på samme måte som det som skjer etter leddproteseoperasjoner. Selve det kunstige lemmet festes til en kort kobling som stikker ut fra huden, og eliminerer noen problemer med sokkelproteser.
Til dags dato har mange av implantatene av denne typen blitt utført i Tyskland, under veiledning av Horst Aschoff, direktør for avdelingen for plastisk, hånd- og rekonstruktiv kirurgi ved Sana klinikken , i Lubeck. Teamet hans har behandlet mer enn 50 pasienter det siste tiåret. Aschoffs forskning viser at personer med implantater i underekstremitetene beveger seg mer naturlig enn de med tradisjonelle proteser, har en mer symmetrisk gangart og bruker mindre energi på å utføre den samme bevegelsen.
Men prosedyren er fortsatt ganske risikabel. Det største hinderet er frykt for smitte, sier McGough, som har samarbeidet med Aschoff. Det er ikke mange andre systemer innen medisin hvor du bevisst har en metallbit som stikker ut av huden. I følge en undersøkelse av 40 av Aschoffs pasienter som fikk implantater mellom 2003 og 2009, måtte omtrent halvparten gjennomgå en ny operasjon for å håndtere infeksjoner eller andre komplikasjoner. Fem fikk implantatene fjernet. Imidlertid sa 38 av de 40 at de ville gjennomgå den opprinnelige operasjonen igjen.
Aschoffs team har fulgt modellen til en tann. Gruppen teoretiserer at et godt forankret implantat – der beinet har vokst inn i metallet – vil hindre bakterier i å migrere inn i beinet og forårsake farlige infeksjoner. (Bakteriene i munnen vår, for eksempel, forblir vanligvis på overflaten av tennene, tungen og tannkjøttet.) Gordon Blunn , leder av Center for Bio-Medical Engineering ved University College London, har tatt en litt annen takt, og hentet inspirasjon fra hjort, hvis gevir gir en naturlig modell for et sunt grensesnitt mellom hud og bein.
Som en del av normal sårheling etter operasjonen, vil kantene på de oppskårne huddelene prøve å strikkes sammen, og vokse nedover langs koblingspinnen til proteseimplantatet på jakt etter et annet stykke hud. Men det produserer en lomme som kan samle smuss og øke sjansene for infeksjon. Blunns team har fokusert innsatsen på å oppmuntre huden til å danne en tett forsegling rundt implantatet, og dermed redusere risikoen for infeksjon. Hjort ser ut til å gjøre dette via store porer i beinet rett under huden. Disse porene oppmuntrer mykt vev til å feste seg. Blunn og kollegene etterlignet denne prosessen ved å legge til en porøs flens, implantert rett under huden, og oppmuntret til å danne den optimale hudforseglingen. Blunn er vitenskapelig konsulent for Stanmore implantater , som har som mål å kommersialisere teknologien.
Så langt har teamet hans kirurgisk festet implantater til fire personer, hvorav en var en amputert underekstremitet som klatret Kilimanjaro med benprotesen i september. (Et av Blunns mest kjente emner er katten Oscar, som mottok to proteser bak lemmer etter en ulykke med en skurtresker for ett år siden. To måneder etter å ha mottatt implantatene kunne Oscar løpe.)
Til Mathenys skuffelse har menneskelig testing ennå ikke begynt i USA. Det er i stor grad på grunn av den høye risikoen for infeksjon, men Matheny sier at det er en sjanse han er villig til å ta. McGough, som er Mathenys kirurg, er en del av et team som jobber med europeiske forskere og andre grupper i USA for å få godkjenning fra U.S. Food and Drug Administration for å bringe denne teknologien til staten.
Jeg tror dette vil endre alt for amputerte, sier McGough. Kirurgen har reist til Tyskland for å lære prosedyren og har allerede gitt én pasient et implantat der. Han håper at Matheny blir neste; forskere der har allerede bygget ham en spesialdesignet enhet. Av juridiske årsaker må operasjonen finne sted i Tyskland. Og jeg har ikke penger til å reise dit ennå, sier Matheny.