Un genou bionique nouvellement développé pourrait aider les gens avec des amputations au-dessus du genou à marcher et à grimper avec plus de facilité qu’ils ne le pouvaient avec une prothèse traditionnelle.
La nouvelle prothèse, décrite le 10 juillet dans la revue Sciencese connecte à la jambe d’un utilisateur via une tige de titane attachée à son fémur et des électrodes implantées en permanence dans les muscles de ses jambes. En plus d’améliorer les capacités de mouvement, la prothèse a aidé les utilisateurs à ressentir un plus grand sentiment d’appartenance et d’agence sur le membre prothétique, ont déclaré les chercheurs.
« Une prothèse qui est intégrée aux tissus – ancrée à l’os et directement contrôlée par le système nerveux – n’est pas simplement un dispositif séparé et sans vie, mais plutôt un système qui est soigneusement intégré à la physiologie humaine, offrant un plus grand niveau de mode de mode prothétique », a déclaré le co-auteur de l’étude Hugh Herrprofesseur d’arts et de sciences des médias au MIT qui développe des prothèses qui imitent les membres naturels et sont lui-même un double amputé, a déclaré dans un déclaration. « Ce n’est pas simplement un outil que l’humain emploie, mais plutôt une partie intégrante de soi. »
Alors que les jambes prothétiques conventionnelles s’attachent au membre résiduel de l’utilisateur avec une prise, la nouvelle prothèse bionique interface directement avec les muscles et les os. Cela lui permet de profiter d’un approche chirurgicale aux amputations récemment développées par Herr et ses collègues. Dans cette nouvelle approche, les chirurgiens reconnectent des paires de muscles qui s’étendent et se contractent les uns aux autres, tels que les ischio-jambiers résiduels et les muscles quadriceps, afin qu’ils puissent toujours communiquer entre eux. Dans les amputations conventionnelles au-dessus du genou, ces muscles ne sont pas reconnectés, ce qui peut rendre plus difficile de contrôler une prothèse.
La nouvelle étude a également introduit une technique pour intégrer le système dans le fémur résiduel au site d’amputation. Cette technique permet une meilleure stabilité et une meilleure charge de charge qu’une prothèse traditionnelle.
« Toutes les pièces fonctionnent ensemble pour mieux intégrer les informations dans et hors du corps et une meilleure interface mécaniquement avec l’appareil », co-auteur de l’étude Tony Shuun chercheur en biomechatronique qui a effectué la recherche alors qu’il était étudiant diplômé au MIT, dans le communiqué. « Nous chargeons directement le squelette, qui est la partie du corps censée être chargée, par opposition à l’utilisation de sockets, qui est inconfortable et peut entraîner des infections cutanées fréquentes. »
Dans la nouvelle étude, deux personnes qui avaient déjà reçu des amputations traditionnelles supérieures au genou ont subi une intervention chirurgicale pour recevoir à la fois la procédure de connexion musculaire et l’implant intégré osseux. L’étude a comparé ces personnes avec sept autres personnes qui avaient subi la chirurgie musculaire mais pas l’implant osseuse et avec huit personnes qui n’avaient ni l’un ni l’autre. Tous les participants à l’étude ont utilisé la même prothèse de genou alimentée, bien que connectée de différentes manières, pour les tâches, notamment l’escalade des escaliers, la dépassement des obstacles et la flexion et le redressement du genou bionique.
Les personnes qui ont reçu le système combiné ont mieux fonctionné dans presque toutes les tâches que celles qui n’ont reçu que la chirurgie de connexion musculaire, a révélé l’équipe. Ils ont également fonctionné beaucoup mieux que les personnes qui ont utilisé des prothèses traditionnelles.
Les deux participants qui ont reçu à la fois la chirurgie musculaire et l’implant ont également montré une augmentation plus importante de leur sens de la propriété, ou du sentiment que le membre prothétique faisait partie de leur corps et de leur agence, ou la capacité de contrôler intentionnellement l’appareil, après avoir accompli les tâches de l’étude.
« Peu importe à quel point vous faites les systèmes d’IA d’une prothèse robotique, cela ressemblera toujours à un outil pour l’utilisateur, comme un appareil externe », a déclaré Herr. « Mais avec cette approche intégrée aux tissus, lorsque vous demandez à l’utilisateur humain quel est son corps, plus il est intégré, plus il va dire que la prothèse fait partie de soi. »
La prothèse n’est pas encore disponible dans le commerce. Les essais cliniques pour l’approbation de la Food and Drug Administration pourraient prendre environ cinq ans, a déclaré Herr dans le communiqué.
