Jak daleko pokročila věda ve výrobě protéz

V posledních letech udělala věda a technikaskvělý způsob, jak vytvořit protézy pro lidi, kteří potřebují nahradit ztracené končetiny nebo jiné části těla. Nové technologie a materiály umožnily vytvořit funkčnější a ergonomičtější protézy, které pomáhají lidem vrátit se do plnohodnotného života. Jedním z hlavních trendů ve vývoji protéz je využití bionických technologií. Bionické protézy využívají elektromechanické systémy k napodobování pohybů přirozených končetin. Mohou být řízeny svalovými signály, které jsou detekovány elektrodami umístěnými na povrchu kůže. Některé protézy také využívají umělou inteligenci pro přesnější a efektivnější ovládání.

Protézy existují již velmi dlouho – první zmínky o protézách najdeme již ve starověkém Řecku a Římě. Tehdy lidé používali protézy ze dřeva, bronzu a železa.

Jak zubní protézy fungují

Protézy jsou mechanismy, které mohou nahraditnebo zlepšit funkčnost poškozeného těla způsobeného zraněním, nemocí nebo vrozenými vadami. Mohou být vytvořeny z různých materiálů, jako jsou kovy, keramika, plasty a jejich kombinace. Jak fungují, vychází z principů fyziky a biomechaniky a závisí na typu a účelu protézy. Například protetické končetiny využívají mechanickou energii generovanou uživatelem k ovládání pohybu protézy. Protetické oči využívají principu optiky k vytvoření obrazu na sítnici oka. A sluchové protézy převádějí zvukové vlny na elektrické signály pro přenos do ucha.

Zubní protézy mohou být také vyrobeny z neobvykléhomateriálů. Například některé běžecké protézy jsou vyrobeny z uhlíkových vláken, zatímco plavecké protézy mohou být vyrobeny z lehkých materiálů, které vám umožní plavat efektivněji.

Existuje mnoho typů protéz, kterénahradit různé části těla, jako jsou končetiny, oči, sluch a zubní protézy. Mohou být dočasné nebo trvalé, snímatelné nebo přímo spojené s tělem pacienta. Některé protézy, jako jsou srdeční protézy, pomáhají udržet lidi při životě tím, že fungují jako zařízení na podporu života.

Umělé končetiny jsou jedním znejběžnější typy protéz. Skládají se ze tří hlavních součástí: rámu, motoru a ovladače. Rám poskytuje pevnost a strukturální podporu protézy, motor zajišťuje pohyb končetiny a ovladač řídí pohyb motoru a je často řízen signály svalů nebo nervového systému.

Jednou z hlavních výhod umělýchkončetin je jejich schopnost napodobovat přirozené pohyby. Většina moderních protéz používá elektrické senzory k určení polohy končetiny a řízení pohybu motoru. To umožňuje uživatelům ovládat protézu svalovými signály a efektivně provádět různé úkoly.

Přes všechny výhody všakumělé končetiny mají svá omezení. Mohou být například těžké a nemotorné, což může mít za následek únavu a nepohodlí uživatele. Může být také obtížné dosáhnout jemné a přesné koordinace pohybů, zejména při provádění složitých úkolů.

Jaké typy protéz existují

Jedna z klíčových technologií, která přineslaVýznamným průlomem v oblasti protetiky je 3D tisk. S jeho pomocí je nyní možné vytvořit protézy, které dokonale padnou tvaru a velikosti těla, což zvyšuje jejich komfort a efektivitu použití. Navíc díky 3D tisku je nyní možné vytvořit pro každého pacienta individuálně přizpůsobené protézy.

Zubní protézy nemusí být jen pro lidi. Některým zvířatům, jako jsou tučňáci, kteří přišli o nohy, mohou být poskytnuty protetické končetiny, které jim usnadní pohyb a hledání potravy.

Existuje několik typů protéz, kteréslouží k obnově základních tělesných funkcí. Mechanické protézy jsou jedním z nejstarších a nejběžnějších typů protéz, které umožňují návrat základních tělesných funkcí jako je chůze a uchopování předmětů. Mají však určitá omezení ve funkčnosti. K obnovení funkce končetin, zraku a sluchu lze použít pokročilejší elektronické protézy. Mohou být ovládány svalovým napětím nebo mají vestavěné senzory, které reagují na akce uživatele. Elektronické protézy poskytují uživatelům možnost komunikovat, pohybovat se a vykonávat každodenní úkoly.

Viz také: Nové high-tech rukavice učiní protézy citlivějšími.

Tkáňově konstruované protézy jsou novinkousměru v oboru protetiky. Jsou vytvářeny pomocí laboratorních tkání a buněk a používají se k náhradě poškozených nebo chybějících orgánů a tkání, jako je srdce, játra a kůže. Takové protézy mohou být vytvořeny z tkání odebraných z těla pacienta nebo z tkání dárců. Mají nižší riziko odmítnutí a mohou poskytovat přirozenější funkčnost než jiné typy zubních protéz.

Další technologie je v současné době ve vývojiprotetika - neuroprotetika. Ke komunikaci mezi mozkem a protézou využívá neurální rozhraní, což umožňuje pacientovi ovládat protézu přímo pomocí myšlenek.

Nicméně, přes všechny úspěchy vědy, stáleje mnoho problémů, které je třeba vyřešit. Zejména je důležité zajistit spolehlivost a životnost protéz a také snížit jejich cenu, aby se staly cenově dostupné pro více lidí. Navíc je třeba počítat s tím, že ani ta nejdokonalejší protéza nemůže nahradit zcela přirozenou končetinu.

Pokročilý vývoj protéz

Moderní věda udělala velký pokrokvývoj neuroprotéz. Biomedicínští a elektrotechnici vyvinuli novou metodu měření nervové aktivity pomocí světla místo elektřiny. To by mohlo změnit lékařskou technologii, protože optrody, senzory postavené pomocí technologie tekutých krystalů a integrované optiky, mohou detekovat nervové impulsy v těle živého zvířete.

Některé protetické ruce mohou umožňovat uchopení, uchopení a dokonce i hraní na hudební nástroje.

Profesor François Ladoucera řekl, že tým vLaboratoř ukázala, že optrody fungují stejně dobře jako běžné elektrody pro detekci nervových vzruchů. Optrodes také řeší problémy, které jiné technologie vyřešit neumí.

Jeden z problémů konvenčních elektrodspočívá v tom, že je velmi obtížné zmenšit velikost rozhraní tak, aby se tisíce elektrod mohly připojit k tisícům nervů na velmi malé ploše. Když jsou tisíce elektrod zmáčknuty a umístěny blíže k sobě, aby se spojily s biologickými tkáněmi, jejich individuální odpor se zvyšuje, což zhoršuje poměr signálu k šumu a znesnadňuje čtení signálu. Navíc při stlačení a přiblížení se elektrody začnou vzájemně ovlivňovat kvůli blízkosti.

Nyní vědci mohou registrovat nervypulsy, které jsou relativně slabé a měří se v mikrovoltech. Ale aby bylo možné zpracovat složité sítě nervové a excitabilní tkáně, musí být použito více optrod. Například mezi mozkem a rukou je svazek nervů, který běží z mozkové kůry a nakonec se rozdělí na 5 000 až 10 000 nervů, které řídí činnost ruky. Vytvoření podobného spojení je velmi obtížný úkol.

A abyste nepřišli o další užitečné informace, přihlaste se k odběru našeho telegramu a zenu!

Optrody však detekují nervové signály spoužití světla spíše než elektřiny, odstranění problémů s nesouladem a minimalizace přeslechů. To umožňuje vytvářet velmi těsné spoje v optické doméně, aniž by bylo nutné platit cenu, kterou je třeba zaplatit v elektrické doméně.

Tato technologie však vyžaduje mnohozlepšení a profesor Ladouceur poznamenává, že bude pravděpodobně trvat mnoho let výzkumu, než se stane realitou. To zahrnuje rozvoj možnosti obousměrného provozu optrod. Musí umět nejen přijímat a interpretovat signály z mozku na své cestě do těla, ale také přijímat zpětnou vazbu v podobě nervových vzruchů vracejících se do mozku.