下脛切断者向けのバイオニックプロテーゼを備えた磁気ビーズ追跡システムと eOPRA インプラント システム (TTeOPRA+MB)

四肢切断患者の機能の正常化は手の届くところにあり、骨に固定されたインタラクティブな動力付き補綴コンポーネントを介して脳と機械の間の双方向通信が可能なスマートインプラントによって達成されます。 外傷や癌による切断後など、高い身体活動レベルが予想される患者のリハビリテーションは、現在、残端へのプロテーゼの機械的取り付けが外部ソケットに依存しているため制限されています。 最先端の材料と製造方法を使用しているにもかかわらず、ソケットのインターフェースは日常的に傷、擦れ、痛み、エネルギー消費の増加、生活の質の低下を引き起こします。 オッセオインテグレーション経皮チタンインプラントを使用した新しい外科技術は、現在ヨーロッパで25年以上検証されており、骨格とプロテーゼの間に直接の耐荷重リンクを確立することにより、痛みを伴うソケットの必要性を回避します。 このシステムは、完全に内部で高帯域幅で安定した神経接続を可能にするため、神経人工装具の革新的なブレークスルーも約束します。 最近 Science Translational Medicine に掲載された論文では、移植された筋肉および神経カフ電極がオッセオインテグレーション デバイスに追加され、安全で免疫シールされた骨導管を利用した双方向の遠心性 - 求心性インターフェースが作成されました。 この研究について編集者は、「オッセオインテグレーションは神経補綴の分野に革命をもたらし、患者により直観的な制御とより自由な動きを与える可能性がある」とコメントした。

研究者らは、上肢義足の場合は物体の操作、下肢システムの場合は歩行や走行など、自然な作業を実行するのに十分な自由度を備えたバイオニック義足の進歩を目指してきました。 それにもかかわらず、求心性フィードバックは、生体模倣制御にとって重要であるにもかかわらず、臨床的に実行可能な切断プロテーゼにおいて主要な役割を果たしていない。 この欠陥は主に、末梢神経系との持続的なコミュニケーションのための臨床的に利用可能な方法論の欠如に起因すると考えられます。 需要の高い臨床現場において、末梢神経系との侵襲的で強力かつ永続的な通信が可能なプラットフォームは存在しません。 重要な技術と専門知識を結集することによってのみ、適切なサスペンション、荷重伝達、モーター制御、固有受容フィードバック、および失われた生体四肢の質量、体積、ダイナミクスに似た外部メカトロニクスを備えた生体四肢代替システムを作成することが可能になります。

最先端の臨床的に実行可能な義肢を開発し、次のレベルの義肢技術統合を達成するために、マサチューセッツ工科大学 (MIT: カーティ、ハー、ブローネマルク) およびブリガム アンド ウィメンズ病院のメンバーで学際的な科学チームが結成されました。 (BWH: カーティ、フェローネ)。 私たちは、固有受容求心性フィードバックを用いて、下脛骨切断患者が、好ましい速度、代謝、関節のダイナミクスなどの重要な歩行指標が正規化されている神経機械的補綴システムに対して完全な意志制御を示すことができることを実証しようとしています。 この研究の範囲は基礎的なものであり、結果は科学コミュニティ内で広く共有されるだろう、というのが提案者の見解である。