Med utviklingen av teknologier er designere og legers felles innsats allerede i stand til å gi et fullstendig liv til enhver funksjonshemmet person, og erstatte et sykt eller mistet organ med en multifunksjonell protese.
Biomekanikk studerer bevegelse av en levende organisme, så vel som mekaniske prosesser i systemer, organer og vev. Historien til denne vitenskapen begynte i gamle tider - la oss huske minst en kjent italiensk lege ved navn Galen. Etterkommerne har hatt glede av fruktene i hans arbeid i over tusen år.
Det antas at de første protesene dukket opp i det gamle India og Egypt. De var selvfølgelig ekstremt primitive og erstattet ikke den tapte lemen på den beste måten. Lignende proteser inkluderer piratkroker sammen med trestubber.
I noen tilfeller var det uheldige med bare en kosmetisk effekt, for eksempel kunne et øye laget av glass maskere tapet av nåtiden, men oppfylte ikke funksjonene. Det var først på 1800-tallet som lovende håndproteser dukket opp, der albueleddet var bøyd, fingrene klamret og uklemmet.
Gjennombrudd i biomekanikk
Det tjuende århundre brakte protetikk til et høyere utviklingsnivå. Legene fra forrige århundre hadde muligheten til å erstatte ikke bare lemmer, men også indre organer. Så i 1937 implanterte pioneren for transplantasjon V. P. Demikhov et kunstig hjerte i en hund. Til tross for at dyret ikke levde lenge, ble levedyktigheten til selve ideen bekreftet. I disse dager kommer kunstige arterier, ventiler og hjerter i et stort utvalg av design.
Salgsfremmende video:
Nå over hele verden gjennomfører leger en rekke operasjoner for å installere høreapparater og en kunstig øyelins, fusjon av ødelagte bein og erstatning av utslitte ledd. Menneskeheten er på nippet til å løse slike problemer som opprettelse av kunstige organer og lemmer som er i stand til å gjenopprette alle tidligere tapte funksjoner.
Mekanisk lem
I det siste århundret har noen teknologier utviklet seg slik at manipulatorer er blitt opprettet, hvis evner overstiger den menneskelige hånds fysiske evner. De har blitt brukt i industrien i lang tid under kontroll av mikroprosessorer. Ideen oppstod naturlig nok med å lage perfekte mekaniske armer og ben.
I dag kan vi med full tillit si at ting har beveget seg fra bakken. Det britiske selskapet Touch Bionics regnes med rette som pioneren i utviklingen av unike bioniske proteser. Med statlig støtte laget hun proteser for veteraner, og siden 2007 har selskapet flyttet inn i kommersiell sektor med sin merkevare av lemmer.
Proteser laget av Touch Bionics inneholder spesielle sensorer. De registrerer den svakeste elektriske impulsen som følge av sammentrekningen av musklene i den delen av lemmet som klarte å overleve. Protesen reagerer på muskelarbeid og utfører programmerte bevegelser. Etter litt trening beveger pasienten fingrene fritt, plukker opp gjenstander og justerer kompresjonskraften.
Amerikanske forskere som jobber ved Johns Hopkins University har også oppnådd imponerende resultater. Pasienten deres, som mistet begge armene for 40 år siden, var i stand til å utføre enkle bevegelser ved hjelp av proteser - ta en kopp eller en avis, bytte TV-kanaler på fjernkontrollen.
Fremdeles har myoelektrisk teknologi sin ulempe. Mangelen på kommunikasjon med nervesystemet lar deg utføre bare programmerte handlinger. Forskere fra Sverige ved Chalmers teknologiske universitet kjemper mot dette problemet. Her lages bioniske lemmer, som styres av et blandet prinsipp: dels ved hjelp av myoelektrikk, og dels ved å fange opp elektriske signaler fra nervesystemet. Det siste oppnås ved bruk av elektroder som er implantert i kroppen. Denne teknologien gir mulighet for intuitiv kontroll av protesen.
Samtidig jobber forskere over hele verden med å lage leggproteser. Disse kunstige lemmene trenger ikke mekanismer for finmotorikk av bevegelser, men det er også noen nyanser her: en person må glemme at han har en protese. Dette resultatet er ennå ikke oppnådd, men det er likevel en viss fremgang. Med protesebein har folk allerede gjort mange kilometer turer, gått til de øverste etasjene på de høyeste skyskrapere, med et ord, de gjorde det til og med noen sunne mennesker ikke kunne gjøre.
Se verden igjen
Å utvikle et apparat som kan erstatte menneskets syn er den vanskeligste oppgaven. Dagen er fremdeles fjern når det vises en enhet som fullstendig vil kompensere en person for tap av synet, men i denne retningen er det allerede tatt noen skritt. En kunstig netthinne utvikles aktivt. Sykdommen i dette bestemte organet blir ofte årsaken til synstap.
Amerikanske forskere har allerede presentert et apparat kalt "Argus 2", som kan bli prototypen til det første bioniske øyet. Briller med innebygd kamera sender signal til instrumentets datamaskin. Der blir den behandlet og overført til mottakeren, der den transformeres til en kommando for elektroder implantert i øyet. Elektrodene stimulerer celler i synsnerven og netthinnen, noe som gjør det mulig å gjenopprette synet.
Moderne Argus-modeller har bare 60 elektroder, noe som er ekstremt lite. Men selv en slik enhet under kliniske studier gjorde det mulig for helt blinde mennesker å navigere i verdensrommet og lese store bokstaver. Amerikanske forskere vil øke oppløsningen på det opprettede apparatet og til slutt oppnå gjenoppretting av synet med 100 prosent.
Nano Retina har sin egen tilnærming til å løse dette problemet. Spesialistene har utviklet en slags sensor med en oppløsning på 24X24 piksler, som er koblet direkte til synsnerven. Implantatet drives via spesielle briller som projiserer infrarød stråling på det. Implantatet konverterer pikseldataene til elektriske impulser, noe som gjør det mulig for hjernen å analysere dem.
Det beskrevne systemet har ennå ikke gjennomgått kliniske studier, men i henhold til beregningene fra utviklerne vil det vise gode resultater, og det vil være mye lettere å implementere det enn Argus-modellen.
I rett tid vil bioniske proteser bli til en hverdagsliv virkelighet, og dette er allerede første skritt mot fremveksten av cyborgs - en unik kombinasjon av maskin og menneske. Men det vil være en helt annen historie.
