Одна из главных проблем традиционных протезов — слабая интеграция с телом. Обычно такие устройства крепятся к культе с помощью гильзы и не взаимодействуют напрямую с мышечной или нервной системой. Из-за этого управление движением ограничено: после ампутации нарушаются связи между парными мышцами, и нервная система теряет способность точно определять положение и движение конечности.
Решение этой проблемы предложила команда исследователей MIT. Они разработали агонист-антагонистический мионейрональный интерфейс (AMI) — хирургический метод восстановления взаимодействия парных мышц в культе, который возвращает сенсорную обратную связь. Благодаря этому протез получает более точные сигналы от оставшихся после ампутации мышц, что позволяет ему двигаться естественнее и дает пользователю более высокий уровень контроля.
Ранее эффективность метода AMI была доказана на пациентах с ампутацией ниже колена: они передвигались быстрее и увереннее, чем люди с традиционными протезами. В новом исследовании ученые адаптировали подход для пациентов с ампутацией выше колена. Чтобы усилить стабильность и сенсорную интеграцию, в бедренную кость был встроен титановый имплантат e-OPRA. Он обеспечивает прочное механическое соединение и с помощью 16 встроенных проводов передает сигналы от мышц к внешнему контроллеру, который управляет движением протеза. В результате бионическая конечность ощущается как часть тела.
Новая система, сочетающая AMI и e-OPRA, получила название остеоинтегрированный механонейрональный протез (OMP). Ее уже протестировали на людях. В исследовании участвовали два пользователя с системой OMP, которых сравнили с восемью пациентами, использующими только AMI, и семью — с традиционными протезами. Пользователи OMP лучше справлялись с подъемом по лестнице, обходом препятствий и другими задачами.
Кроме физических характеристик, разработка благоприятно повлияла на субъективные ощущения. Пациенты с OMP чаще воспринимали протез как часть тела, сообщали о чувстве контроля и «владения» конечностью. В отличие от традиционных протезов, вызывающих ощущение внешнего объекта, новая система формирует чувство физиологического единства.
Сегодня операция AMI уже применяется для пациентов с ампутацией ниже колена, а в будущем может стать стандартной практикой и для ампутаций выше колена. Чтобы полноценно внедрить протез OMP в клиническую практику, предстоит пройти масштабные испытания и получить одобрение FDA, что, по оценкам разработчиков, может занять около пяти лет.
