Siłowniki pneumatyczne mogą kontrolować dopasowanie ubytków protetycznych oraz zmniejszać ból i owrzodzenia skóry Nauka w Polsce

W Biomicrofluidics, wydanym przez AIP Publishing, kanadyjscy naukowcy ujawniają rozwój nowego typu protezy przy użyciu miękkiej robotyki z funkcją mikroprzepływów, która obiecuje zmniejszyć owrzodzenia skóry i ból u pacjentów po amputacji stawu skokowego i kolanowego.

Ponad 80% amputacji kończyn dolnych na świecie jest spowodowanych owrzodzeniami stopy cukrzycowej, a kończyna dolna może puchnąć w nieoczekiwanych momentach, prowadząc do zmian objętości o 10% lub więcej.

Protezy stosowane po amputacji mają zwykle wkładki z tkaniny i silikonu, które można dodawać lub usuwać w celu poprawy dopasowania. Pacjent po amputacji musi ręcznie zmienić wkładki, ale neuropatia, która prowadzi do upośledzenia czucia, utrudnia to i może prowadzić do dalszego uszkodzenia kikuta.

„Zamiast tworzyć nowy typ gniazda protetycznego, silikonową/tekstylną wkładkę końcówki zastąpiono pojedynczą warstwą wkładki ze zintegrowanymi aktywatorami płynnymi jako warstwą kontaktową” — powiedziała autorka Carolyn Raine z University of Waterloo. „Te siłowniki są przeznaczone do pompowania do różnych ciśnień w zależności od anatomii kikuta, aby zmniejszyć ból i zapobiec odleżynom”.

Naukowcy zaczęli od niedawno opracowanego urządzenia, które wykorzystywało siłowniki pneumatyczne do regulacji ciśnienia w sztucznej wnęce. To początkowe urządzenie było zbyt ciężkie, co ograniczało jego zastosowanie w rzeczywistych sytuacjach.

Aby rozwiązać ten problem, grupa opracowała metodę miniaturyzacji wyzwalaczy. Zaprojektowali mikroprzepływowy układ scalony z 10 wbudowanymi zaworami pneumatycznymi do sterowania każdym siłownikiem. Cały system jest kontrolowany przez miniaturową pompę powietrza i dwa zawory elektromagnetyczne, które dostarczają powietrze do układu mikroprzepływowego. Skrzynka kontrolna jest na tyle mała i lekka, że ​​można ją nosić jako część protezy.

W skład zespołu wchodził personel medyczny z dużym doświadczeniem w zakresie urządzeń protetycznych, który dostarczył szczegółową mapę ciśnień wymaganych w sztucznej jamie. Grupa wykonała obszerne pomiary nacisku kontaktowego zapewnianego przez każdego operatora i porównała go z naciskiem wymaganym w przypadku protezy roboczej.

Stwierdzono, że wszystkie dziesięć siłowników wytwarza ciśnienie w wymaganym zakresie, co wskazuje, że nowe urządzenie będzie dobrze działać w terenie. Przyszłe badania przetestują to podejście na dokładniejszym modelu biologicznym.

Grupa planuje przeprowadzenie dodatkowych badań nad wprowadzeniem czujników nacisku bezpośrednio do syntetycznej wyściółki, prawdopodobnie przy użyciu nowo tkanej miękkiej tkaniny zawierającej materiał czujnika nacisku.

Źródło historii:

Materiały Wstęp do Amerykański Instytut Fizyki. Uwaga: Treść można modyfikować w zależności od stylu i długości.