Système de suivi des billes magnétiques et système d'implant eOPRA avec prothèse bionique pour les amputés transtibiaux (TTeOPRA+MB)

La normalisation de la fonction des personnes amputées d’un membre est à portée de main et sera réalisée grâce à des implants intelligents capables d’assurer une communication bidirectionnelle entre le cerveau et la machine via des composants prothétiques interactifs et motorisés ancrés dans les os. La rééducation des patients avec un niveau d'activité physique élevé attendu, par exemple après une amputation due à un traumatisme ou à un cancer, est actuellement limitée par la dépendance à l'égard d'une emboîture externe pour la fixation mécanique de la prothèse au résidu. Malgré l’utilisation de matériaux et de méthodes de fabrication avancés, les interfaces de prises provoquent régulièrement des plaies, des irritations, des douleurs, une augmentation de la dépense énergétique et une diminution de la qualité de vie. De nouvelles techniques chirurgicales utilisant des implants transdermiques ostéointégrés en titane, validées en Europe depuis plus de 25 ans, suppriment les alvéoles douloureuses en établissant un lien direct et porteur entre le squelette et la prothèse. Ce système promet également une percée transformatrice dans le domaine des neuroprothèses, car il permet des connexions neuronales stables, entièrement internes, à large bande passante. Dans un article récemment publié dans Science Translational Medicine, des électrodes implantées pour les muscles et les nerfs ont été ajoutées au dispositif ostéointégré, créant ainsi une interface efférent-afférente bidirectionnelle utilisant un conduit ostéo-scellé sûr et immuno-scellé. Commentant ces travaux, l'éditeur a déclaré : « L'ostéointégration pourrait révolutionner le domaine des neuroprothèses, en offrant aux patients un contrôle plus intuitif et une plus grande liberté de mouvement. »

Les chercheurs ont cherché à développer des prothèses bioniques offrant suffisamment de degrés de liberté pour effectuer des tâches naturelles, telles que la manipulation d'objets dans le cas des prothèses des membres supérieurs, ou la marche et la course pour les systèmes des membres inférieurs. Néanmoins, la rétroaction afférente n’a joué un rôle majeur dans aucune prothèse d’amputation cliniquement viable, bien qu’elle soit essentielle au contrôle biomimétique. Cette déficience peut, en grande partie, être attribuée au manque de méthodologies cliniquement disponibles pour une communication soutenue avec le système nerveux périphérique. Il n'existe aucune plateforme capable d'assurer une communication invasive, robuste et permanente avec le système nerveux périphérique dans un environnement clinique à forte demande. Ce n’est qu’en réunissant des technologies et des expertises essentielles qu’il sera possible de créer un système de remplacement de membre bionique doté d’une suspension, d’une transmission de charge, d’un contrôle moteur, d’un retour proprioceptif et d’une mécatronique externe adéquats qui ressemblent à la masse, au volume et à la dynamique du membre biologique manquant.

Pour développer le membre artificiel cliniquement viable le plus avancé et atteindre le prochain niveau d'intégration de la technologie prothétique, une équipe scientifique multidisciplinaire a été constituée avec des membres du Massachusetts Institute of Technology (MIT : Carty, Herr, Brånemark) et du Brigham and Women's Hospital. (BWH : Carty, Ferrone). Grâce à la rétroaction afférente proprioceptive, nous cherchons à démontrer qu'une personne amputée transtibiale peut faire preuve d'un contrôle volontaire total sur un système prothétique neuromécanique où les paramètres clés de la marche sont normalisés, y compris la vitesse préférée, le métabolisme et la dynamique articulaire. Les proposants estiment que la portée de cette recherche est fondamentale et que les résultats seront largement partagés au sein de la communauté scientifique.