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Magnetisches Bead-Tracking-System und eOPRA-Implantatsystem mit bionischer Prothese für Unterschenkelamputierte (TTeOPRA+MB)

15. Oktober 2025 aktualisiert von: Matthew Carty, Brigham and Women's Hospital

Eine Machbarkeitsstudie zur Bewertung des magnetischen Bead-Tracking-Systems und seiner Sicherheit und Wirksamkeit bei Verwendung mit dem e-OPRA-Implantatsystem und einer bionischen externen Prothese zur Verbesserung der prothetischen Steuerbarkeit für Personen mit Unterschenkelamputation

Das e-OPRA-Implantatsystem ist eine Weiterentwicklung des OPRA-Implantatsystems (Osseointegrated Prostheses for the Rehabilitation of Amputees). Das e-OPRA-Implantatsystem ist ein Implantatsystem zur direkten Skelettverankerung von Amputationsprothesen. Das zusätzliche Merkmal des e-OPRA-Implantatsystems ist eine bidirektionale Schnittstelle zum menschlichen Körper, die eine dauerhafte und zuverlässige Kommunikation über implantierte Elektroden ermöglicht. Diese Elektroden liefern langfristig stabile bioelektrische Signale für eine verbesserte Kontrolle der Prothese. Das Magnetic Bead Tracking System, das implantiert und in Kombination mit dem e-OPRA-Implantatsystem verwendet wird, ist ein Untersuchungsgerät, das aus Paaren magnetischer Beads und einer Reihe von Magnetfeldsensoren besteht, die die Länge von Muskeln messen und verfolgen die Geschwindigkeit, mit der sie sich in Echtzeit bewegen. Wenn die Perlen in den Muskel des verbleibenden Gliedmaßes eines Amputierten implantiert werden, wird das Muskellängensignal an eine experimentelle Roboter-Knöchel-Fuß-Prothese übermittelt. Der Zweck der Studie besteht darin, die Machbarkeit eines Unterschenkelamputierten mit dem e-OPRA-Implantatsystem und dem Magnetic Bead Tracking System zu bewerten, die eine vollständige neuronale Kontrolle über ein neuromechanisches Prothesensystem ermöglichen.

Es werden maximal sieben Fächer eingeschrieben. Jeder Proband wird einer oder mehreren Operationen unterzogen, bei denen das e-OPRA-Implantatsystem und das Magnetic Bead Tracking System implantiert werden. Die Probanden nehmen an Nachuntersuchungen teil, von denen die letzte etwa 24 Monate nach der Operation stattfindet. Dies ist eine prospektive, nicht randomisierte, unkontrollierte Studie.

Studienübersicht

Status

Aktiv, nicht rekrutierend

Bedingungen

Detaillierte Beschreibung

Eine Normalisierung der Funktion von Personen mit Gliedmaßenamputationen ist in greifbarer Nähe und wird durch intelligente Implantate erreicht, die über knochenverankerte, interaktive, angetriebene Prothesenkomponenten eine bidirektionale Kommunikation zwischen Gehirn und Maschine ermöglichen. Die Rehabilitation von Patienten mit voraussichtlich hohem körperlichen Aktivitätsniveau, beispielsweise nach einer Amputation aufgrund eines Traumas oder einer Krebserkrankung, ist derzeit durch die Abhängigkeit von einem externen Schaft für die mechanische Befestigung der Prothese am Residuum eingeschränkt. Trotz der Verwendung fortschrittlicher Materialien und Herstellungsmethoden verursachen Schaftschnittstellen regelmäßig Wunden, Scheuern, Schmerzen, einen erhöhten Energieverbrauch und eine verminderte Lebensqualität. Neuartige chirurgische Techniken mit osseointegrierten transdermalen Titanimplantaten, die in Europa seit über 25 Jahren validiert sind, machen schmerzhafte Pfannen überflüssig, indem sie eine direkte, tragende Verbindung zwischen Skelett und Prothese herstellen. Dieses System verspricht auch einen transformativen Durchbruch in der Neuroprothetik, da es vollständig interne, stabile neuronale Verbindungen mit hoher Bandbreite ermöglicht. In einem kürzlich in Science Translational Medicine veröffentlichten Artikel wurden dem osseointegrierten Gerät implantierte Muskel- und Nervenmanschettenelektroden hinzugefügt, wodurch eine bidirektionale efferent-afferente Schnittstelle unter Verwendung eines sicheren und immundichten Osseokanals geschaffen wurde. Der Herausgeber kommentierte diese Arbeit wie folgt: „Osseointegration könnte den Bereich der Neuroprothetik revolutionieren und Patienten eine intuitivere Kontrolle und mehr Bewegungsfreiheit ermöglichen.“

Forscher haben versucht, bionische Prothesen mit ausreichenden Freiheitsgraden für die Ausführung natürlicher Aufgaben voranzutreiben, wie etwa die Manipulation von Objekten im Fall von Prothesen für die oberen Extremitäten oder das Gehen und Laufen für Systeme für die unteren Extremitäten. Dennoch hat afferentes Feedback bei klinisch brauchbaren Amputationsprothesen keine große Rolle gespielt, obwohl es für die biomimetische Kontrolle von entscheidender Bedeutung ist. Dieser Mangel kann zu einem großen Teil auf einen Mangel an klinisch verfügbaren Methoden für eine dauerhafte Kommunikation mit dem peripheren Nervensystem zurückgeführt werden. Es gibt keine bestehende Plattform, die in einem klinischen Umfeld mit hoher Nachfrage eine invasive, robuste und dauerhafte Kommunikation mit dem peripheren Nervensystem ermöglicht. Nur durch die Zusammenführung entscheidender Technologien und Fachwissen wird es möglich sein, ein bionisches Gliedmaßenersatzsystem mit angemessener Federung, Lastübertragung, Motorsteuerung, propriozeptivem Feedback und externer Mechatronik zu schaffen, das der Masse, dem Volumen und der Dynamik des fehlenden biologischen Gliedmaßes ähnelt.

Um das fortschrittlichste klinisch brauchbare künstliche Glied zu entwickeln und die nächste Stufe der Integration von Prothesentechnologie zu erreichen, wurde ein multidisziplinäres wissenschaftliches Team mit Mitgliedern des Massachusetts Institute of Technology (MIT: Carty, Herr, Brånemark) und des Brigham and Women's Hospital zusammengestellt (BWH: Carty, Ferrone). Mit propriozeptivem afferentem Feedback wollen wir zeigen, dass eine Person mit Unterschenkelamputation die volle Willenskontrolle über ein neuromechanisches Prothesensystem ausüben kann, bei dem wichtige Gehmetriken normalisiert werden, einschließlich bevorzugter Geschwindigkeit, Stoffwechsel und Gelenkdynamik. Die Antragsteller sind der Ansicht, dass der Umfang dieser Forschung von grundlegender Bedeutung ist und die Ergebnisse einer breiten Öffentlichkeit innerhalb der wissenschaftlichen Gemeinschaft zugänglich gemacht werden.

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Geschätzt)

7

Phase

  • Unzutreffend

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienorte

    • Massachusetts
      • Boston, Massachusetts, Vereinigte Staaten, 02115
        • Brigham and Women's Hospital
      • Cambridge, Massachusetts, Vereinigte Staaten, 02139
        • MIT Media Lab

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

  • Erwachsene
  • Älterer Erwachsener

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Nein

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  1. Männer oder Frauen im Alter von 22 bis 65 Jahren zum Zeitpunkt der Operation.
  2. Dem Probanden muss bereits das e-OPRA-Implantatsystem auf Unterschenkelebene implantiert worden sein oder er muss eine bestehende einseitige oder beidseitige Unterschenkelamputation oder einen medizinischen Zustand haben, der die Durchführung einer einseitigen oder beidseitigen Unterschenkelamputation mit mindestens 8 cm verbleibender Tibia erfordert nach der Amputation, sodass dem Probanden das e-OPRA-Implantatsystem implantiert wird. (OPTION 1)
  3. Wenn der Proband nicht bereits über das e-OPRA-Implantatsystem verfügt, muss der Proband eine unabhängige Konsultation mit mindestens zwei Spezialisten für die Chirurgie der unteren Extremitäten durchlaufen haben, um sicherzustellen, dass er vor der Amputation alle Möglichkeiten zur Rettung der Gliedmaßen ausgeschöpft hat, sowie eine psychiatrische Untersuchung durchgeführt haben Sorgen Sie für angemessene Fähigkeiten und Willenskraft. (OPTION 2)
  4. Der Patient muss in der Lage sein, mit variabler Trittfrequenz zu gehen (ein erwartetes Funktionsniveau der Prothese der unteren Extremitäten von K3 oder höher, wie von den Studienforschern bestätigt).
  5. Der Patient muss über ausreichend Weichgewebe und Muskelmasse im operativen Glied verfügen, um eine angemessene Wundheilung zu unterstützen.
  6. Nach Meinung des Prüfarztes sind eine normale kognitive Funktion und das Fehlen jeglicher körperlicher Einschränkungen, Suchterkrankungen oder Grunderkrankungen erforderlich, die den Patienten daran hindern könnten, ein guter Studienkandidat zu sein.
  7. Bereitschaft, Fähigkeit und Engagement, während der gesamten Dauer der Studie an Basis- und Folgebewertungen teilzunehmen.
  8. Bereitschaft und Fähigkeit, eine informierte Einwilligung zur Teilnahme an der Studie zu erteilen.

Ausschlusskriterien:

  1. Probanden mit einer aktiven Hauterkrankung in der getesteten Extremität.
  2. Probanden mit schwerer Komorbidität, atypischer Skelettanatomie oder schlechter allgemeiner körperlicher/geistiger Gesundheit, die nach Ansicht des Prüfarztes es nicht zulassen, dass der Proband ein guter Studienkandidat ist (d. h. andere Krankheitsprozesse, geistige Leistungsfähigkeit, Drogenmissbrauch, verkürztes Leben. Lebenserwartung, gefährdete Patientenpopulation, BMI >40 usw.).
  3. Für Probanden, denen das e-OPRA-Implantatsystem noch nicht implantiert wurde: Probanden, bei denen im Falle einer Implantation weniger als 2 mm verbleibender Kortexknochen um das Implantat herum vorhanden wären.
  4. Patienten mit fortgeschrittener Muskelatrophie und/oder beeinträchtigter Weichteilbedeckung im operativen Glied.
  5. Probanden mit Anzeichen oder dokumentierter Vorgeschichte einer schweren peripheren Gefäßerkrankung, Diabetes mellitus (Typ I oder Typ II), Hauterkrankungen, Neuropathie oder neuropathischer Erkrankung und schwerem Phantomschmerz oder Osteoporose, so dass dies nach Ansicht des Prüfarztes der Fall sein wird nicht zulassen, dass das Fach ein guter Studienkandidat ist.
  6. Personen mit einer Vorgeschichte von systemisch verabreichten Kortikosteroiden, immunsuppressiven Therapien oder Chemotherapeutika innerhalb von sechs (6) Monaten nach der Implantation.
  7. Probanden mit einem bekannten Bedarf an zukünftigen MRTs.
  8. Probanden, die derzeit an einer anderen klinischen Studie teilnehmen, bei der diese Teilnahme mit der Behandlung, der Nachbereitung oder den Ergebnissen dieser klinischen Studie in Konflikt geraten oder diese beeinträchtigen könnte.
  9. Aktive Raucher werden von der Kandidatur ausgeschlossen; Patienten, die sich einer Tabakentwöhnung unterziehen möchten, müssen vor der Operation mindestens 6 Wochen lang vollständig auf den Tabakkonsum verzichten.
  10. Frauen, die während der ersten zwölf (12) Monate der postoperativen Nachsorge schwanger sind, stillen oder eine Schwangerschaft planen.
  11. Der Proband hat eine Allergie gegen irgendeinen Bestandteil des Geräts.
  12. Eine gleichzeitige Krankheit, Behinderung oder der geografische Wohnsitz würden die Teilnahme an erforderlichen Studienbesuchen behindern.

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Hauptzweck: Machbarkeit des Geräts
  • Zuteilung: N / A
  • Interventionsmodell: Einzelgruppenzuweisung
  • Maskierung: Keine (Offenes Etikett)

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
Experimental: eOPRA-Implantatsystem für Unterschenkelamputierte und magnetisches Bead-Tracking-System
Implantation des e-OPRA-Implantatsystems und des Magnetic Bead Tracking Systems in der unteren Extremität.

Das Magnetic Bead Tracking System ist ein Untersuchungsgerät, das aus Paaren magnetischer Perlen und einer Reihe von Magnetfeldsensoren besteht, die die Länge der Muskeln und die Geschwindigkeit, mit der sie sich bewegen, in Echtzeit messen und verfolgen. Wenn die Perlen in den Muskel des verbleibenden Gliedmaßes eines Amputierten implantiert werden, wird das Muskellängensignal an eine experimentelle Roboter-Knöchel-Fuß-Prothese übermittelt.

Das e-OPRA ist ein in der Erprobung befindliches Implantatsystem, mit dem eine Unterschenkelprothese sicher am verbleibenden Schienbeinknochen befestigt werden kann. Das e-OPRA-Gerät wurde so konzipiert, dass es mit einem Elektrodensatz implantiert werden kann, der aus einem elektrischen Anschluss und Elektroden besteht, sodass es sowohl mit einem neuromechanischen (angetriebenen) Prothesensystem als auch mit der Standardprothese verwendet werden kann .

Die Operation zur Implantation dieser Geräte stellt eine Modifikation der chirurgischen Technik dar, die derzeit für Standardamputationen unterhalb des Knies eingesetzt wird.

Andere Namen:
  • eOPRA
  • E-Osseointegrierte Prothese für die Rehabilitation von Amputierten

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Anzahl der Teilnehmer insgesamt, die sich einer Geräteimplantation unterziehen (Ziel: 7 Teilnehmer), die Robotik-Testaktivitäten abschließen können
Zeitfenster: 3–24 Monate nach der Operation für alle Studienteilnehmer
Zu den Testaktivitäten gehören Beurteilungen der Probandenstabilität, Aktivitäten zur Freiraumkontrolle mittels EMG, Beurteilungen der Perlenmigration, Beurteilungen des Gehgangs und Beurteilungen des Gleichgewichts auf einbeinigen Beinen
3–24 Monate nach der Operation für alle Studienteilnehmer
Anzahl der Teilnehmer insgesamt, die sich einer Geräteimplantation unterziehen (Ziel: 7 Teilnehmer), bei denen das Gerät 24 Monate nach der Operation immer noch erfolgreich implantiert wurde
Zeitfenster: 24 Monate nach der Operation für alle Studienteilnehmer
Eine erfolgreiche Implantation nach 24 Monaten bedeutet, dass sowohl das eOPRA-Implantatsystem als auch das Magnetic Beads Tracking System intakt sind und keine Entfernungspläne aufgrund gerätebezogener Sicherheitsbedenken bestehen
24 Monate nach der Operation für alle Studienteilnehmer

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Ermittler

  • Hauptermittler: Matthew J Carty, MD, Brigham and Women's Hospital
  • Hauptermittler: Hugh Herr, PhD, Massachusetts Institute of Technology

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Tatsächlich)

1. Mai 2024

Primärer Abschluss (Geschätzt)

2. Mai 2026

Studienabschluss (Geschätzt)

2. Mai 2027

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

23. April 2024

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

25. April 2024

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

30. April 2024

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

20. Oktober 2025

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

15. Oktober 2025

Zuletzt verifiziert

1. Oktober 2025

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Andere Studien-ID-Nummern

  • 2024P00006

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?

NEIN

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Ja

Produkt, das in den USA hergestellt und aus den USA exportiert wird

Nein

Diese Informationen wurden ohne Änderungen direkt von der Website clinicaltrials.gov abgerufen. Wenn Sie Ihre Studiendaten ändern, entfernen oder aktualisieren möchten, wenden Sie sich bitte an register@clinicaltrials.gov. Sobald eine Änderung auf clinicaltrials.gov implementiert wird, wird diese automatisch auch auf unserer Website aktualisiert .

Klinische Studien zur Amputation

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