С развитието на технологиите съвместните усилия на дизайнерите и лекарите вече са в състояние да дадат пълноценен живот на всеки човек с увреждания, замествайки болен или изгубен орган с многофункционална протеза.
Биомеханиката изучава движението на жив организъм, както и механичните процеси в системи, органи и тъкани. Историята на тази наука започва в древни времена - нека си припомним поне известен италиански лекар на име Гален. Потомците се радват на плодовете на неговите трудове повече от хиляда години.
Смята се, че първите протези се появяват в древна Индия и Египет. Разбира се, те бяха изключително примитивни и не заместиха изгубения крайник по най-добрия начин. Подобни протези включват пиратски куки заедно с дървени пънове.
В някои случаи нещастният се задоволяваше само с чисто козметичен ефект, например око, направено от стъкло, може да маскира загубата на настоящето, но не изпълнява функциите си. Едва през 19 век се появяват обещаващи протези за ръце, при които лакътната става е огъната, пръстите са стиснати и не стиснати.
Пробив в биомеханиката
Двадесети век изведе протезите на по-високо ниво на развитие. Лекарите от миналия век имаха възможността да заменят не само крайници, но и вътрешни органи. Така през 1937 г. пионерът на трансплантацията В. П. Демихов имплантира изкуствено сърце в куче. Въпреки факта, че животното не живее дълго, жизнеспособността на самата идея беше потвърдена. В наши дни изкуствените артерии, клапи и сърца се предлагат в голямо разнообразие от дизайни.
Промоционално видео:
Сега в цял свят лекарите извършват множество операции за инсталиране на слухови апарати и изкуствена леща за очи, сливане на счупени кости и замяна на износени стави. Човечеството е на прага на решаването на такива проблеми като създаването на изкуствени органи и крайници, способни да възстановят напълно всички по-рано загубени функции.
Механичен крайник
През миналия век някои технологии са се развили така, че са създадени манипулатори, чиито възможности надвишават физическите възможности на човешката ръка. Те се използват в промишлеността от дълго време под контрола на микропроцесорите. Естествено възникна идеята за създаване на перфектни механични ръце и крака.
Днес можем да кажем с пълна увереност, че нещата са се изместили от земята. Британската компания Touch Bionics с право се счита за пионер в развитието на уникални бионични протези. С държавна подкрепа тя изработва протези за ветерани, а от 2007 г. компанията се премества в търговския сектор с марковата си линия на крайниците.
Протезите, направени от Touch Bionics, съдържат специални сензори. Те записват най-слабия електрически импулс, произтичащ от свиването на мускулите на тази част на крайника, която е успяла да оцелее. Протезата реагира на мускулна работа и извършва програмирани движения. След известно упражнение пациентът движи свободно пръстите си, взима предмети и регулира силата на компресиране.
Американски учени, работещи в университета Джон Хопкинс, също са постигнали впечатляващи резултати. Техният пациент, който преди 40 години загуби и двете си ръце, успя да извърши прости движения с помощта на протези - вземете чаша или вестник, превключете телевизионни канали на дистанционното управление.
Все пак миоелектричната технология има своя недостатък. Липсата на комуникация с нервната система ви позволява да извършвате само програмирани действия. Учени от Швеция от Техническия университет в Chalmers се борят с този проблем. Тук се създават бионични крайници, които се контролират по смесен принцип: отчасти с помощта на миоелектрични методи, а отчасти чрез улавяне на електрически сигнали от нервната система. Последното се постига с помощта на електроди, които се имплантират в тялото. Тази технология позволява интуитивен контрол на протезата.
В същото време учените по света работят върху създаването на протези за крака. Тези изкуствени крайници не се нуждаят от механизми за фини двигателни умения на движенията, но тук има и някои нюанси: човек трябва да забрави, че има протеза. Този резултат все още не е постигнат, но въпреки това има известен напредък. С протетични крака хората вече са направили много километри походи, ходили са до горните етажи на най-високите небостъргачи, с една дума, правеха това, което дори някои здрави хора не можеха да направят.
Вижте отново света
Разработването на устройство, което може да замести човешкото зрение, е най-трудната задача. Денят все още е далеч, когато ще се появи устройство, което напълно ще компенсира човек за загубата на зрение, но в тази посока вече са предприети някои стъпки. Активно се развива изкуствена ретина. Заболяването на този конкретен орган става причина за загуба на зрението най-често.
Американски изследователи вече са представили устройство, наречено "Argus 2", което може да се превърне в прототип на първото бионично око. Очилата с вградена камера изпращат сигнал към компютъра на инструмента. Там се обработва и прехвърля в приемника, където се трансформира в команда за имплантирани в окото електроди. Електродите стимулират клетките в зрителния нерв и ретината, което прави възможно възстановяването на зрението.
Съвременните модели на Argus имат само 60 електроди, което е изключително малко. Но дори такова устройство по време на клинични изпитвания направи възможно напълно слепи хора да се движат в пространството и да четат големи букви. Американските учени ще увеличат разделителната способност на създадения апарат и в крайна сметка ще постигнат възстановяване на зрението със 100 процента.
Нано Ретина има собствен подход към решаването на този проблем. Нейните специалисти са разработили един вид сензор с резолюция 24X24 пиксела, който е свързан директно към зрителния нерв. Имплантът се захранва чрез специални очила, които прожектират инфрачервено лъчение върху него. Имплантатът преобразува пикселните данни в електрически импулси, което позволява на мозъка да го анализира.
Описаната система все още не е преминала клинични изпитвания, но според изчисленията на разработчиците, тя ще покаже добри резултати и ще бъде много по-лесно да се приложи от модела Argus.
Своевременно бионичните протези ще се превърнат в ежедневна реалност и това вече е първата стъпка към появата на киборги - уникална комбинация от машина и човек. Но това ще бъде съвсем различна история.