211service.com
Implantation künstlicher Gliedmaßen in den Körper
Johnny Matheny, ein ehemaliger kommerzieller Bäcker aus Redhouse, Virginia, verlor 2008 seinen linken Arm durch Knochenkrebs. Er trägt jetzt eine hakenförmige Prothese, die auf seiner Brust festgeschnallt ist; er kann den Haken mühsam öffnen und schließen und den Arm durch Anspannen bestimmter Muskeln auf und ab bewegen. Aber er wartet sehnsüchtig auf eine neue Technologie, von der er glaubt, dass sie viel besser funktionieren wird: ein chirurgisch implantiertes Gerät, das direkt am Knochen befestigt wird und möglicherweise eine überlegene Bewegungsfreiheit und eine präzisere Steuerung ermöglicht.
Bessere Verbindungen: Dies ist eine Röntgenaufnahme einer Frau, die bei den Bombenanschlägen in der Londoner U-Bahn 2005 einen Teil ihres Arms verloren hat. Sie verwendet eine künstliche Extremität, die auf einen direkt am verbleibenden Knochen befestigten Verbinder schnappt. Sie schwimmt jetzt jeden Tag mit der Prothese.
Die Geräte werden in Europa seit mehr als einem Jahrzehnt an Menschen getestet, bergen jedoch erhebliche Risiken. Da sie eine Verbindung benötigen, die durch die Haut ragt, sind Infektionen ziemlich häufig und erfordern oft sekundäre Operationen. Wissenschaftler in Europa und den USA versuchen, Wege zu finden, um das Gerät besser in den Körper zu integrieren, indem stärkere Verbindungen zwischen Metall, Knochen und Fleisch hergestellt werden, um dieses Risiko zu verringern.
Wir sind sehr hoffnungsvoll. Die Tatsache, dass Menschen, die die Implantate erhalten haben, ambulant sind, bedeutet, dass ihre Lebensqualität offensichtlich viel besser ist, als sie es war, sagt Grant McGimpsey , Direktor des Bioengineering Institute am Worcester Polytechnic Institute. Aber wir müssen über [Infektionsrisiken] nachdenken, bevor wir es bei einer großen Anzahl von Menschen implementieren. Wir suchen eine prothetische Lösung, die 70 Jahre hält.
Die derzeit für Amputierten verfügbaren Prothesen passen über den Stumpf des Trägers. Sie können zwar die Lebensqualität erheblich verbessern, indem sie beispielsweise vielen Menschen das Laufen ermöglichen, haben aber auch gravierende Nachteile. Das Gehen kann sehr schmerzhaft sein und Reibung zwischen Stumpf und Prothesenschaft kann zu chronischen Wunden und Infektionen führen. Überwältigenderweise ist der Hauptgrund, warum Menschen nach einer Amputation nicht mehr gehen können, dass sie keine Pfanne tragen können. Richard McGough, ein orthopädischer Chirurg an der University of Pittsburgh.
Bei sogenannten osseointegrierten Implantaten, die direkt am Knochen ansetzen, wird ein zylindrisches Gerät chirurgisch in den Hohlraum des verbleibenden Knochens eingesetzt. Das Ziel besteht darin, das Einwachsen des Knochens in das Metall zu fördern, ähnlich wie bei Gelenkersatzoperationen. Die künstliche Extremität selbst wird an einem kurzen Verbindungsstück befestigt, das aus der Haut herausragt, wodurch einige Probleme von Pfannenprothesen beseitigt werden.
Viele der Implantate dieser Art wurden bisher in Deutschland unter der Leitung von Horst Aschoff, Direktor der Klinik für Plastische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie am Sana Klinik , in Lübeck. Sein Team hat in den letzten zehn Jahren mehr als 50 Patienten behandelt. Aschoffs Forschung zeigt, dass sich Menschen mit Unterschenkelimplantaten natürlicher bewegen als Menschen mit herkömmlichen Prothesen, einen symmetrischeren Gang haben und für die gleiche Bewegung weniger Energie verbrauchen.
Aber das Verfahren ist immer noch ziemlich riskant. Die größte Hürde sei die Angst vor einer Ansteckung, sagt McGough, der mit Aschoff zusammengearbeitet hat. Es gibt nicht viele andere Systeme in der Medizin, bei denen absichtlich ein Stück Metall aus der Haut ragt. Laut einer Befragung von 40 Aschoff-Patienten, die zwischen 2003 und 2009 Implantate erhielten, musste sich etwa die Hälfte einer zweiten Operation wegen Infektionen oder anderen Komplikationen unterziehen. Bei fünf wurden die Implantate entfernt. 38 von 40 sagten jedoch, dass sie sich der ursprünglichen Operation erneut unterziehen würden.
Aschoffs Team ist dem Vorbild eines Zahns gefolgt. Die Gruppe vermutet, dass ein gut verankertes Implantat – bei dem der Knochen in das Metall eingewachsen ist – Bakterien daran hindert, in den Knochen einzuwandern und gefährliche Infektionen zu verursachen. (Die Bakterien in unserem Mund bleiben beispielsweise typischerweise auf den Oberflächen unserer Zähne, unserer Zunge und unseres Zahnfleisches.) Gordon Blunn , Leiter des Center for Bio-Medical Engineering am University College London, geht einen etwas anderen Weg und lässt sich vom Hirsch inspirieren, dessen Geweih ein natürliches Vorbild für eine gesunde Schnittstelle zwischen Haut und Knochen ist.
Als Teil der normalen Wundheilung nach der Operation versuchen die Ränder der geschnittenen Hautabschnitte, sich zusammenzufügen und wachsen entlang des Verbindungsstifts des prothetischen Implantats auf der Suche nach einem anderen Hautstück nach unten. Dadurch entsteht jedoch eine Tasche, in der sich Schmutz sammeln und das Infektionsrisiko erhöhen kann. Blunns Team hat seine Bemühungen darauf konzentriert, die Haut zu ermutigen, sich um das Implantat fest zu verschließen und so das Infektionsrisiko zu verringern. Hirsche scheinen dies über große Poren im Knochen direkt unter der Haut zu tun. Diese Poren fördern das Anhaften von Weichgewebe. Blunn und Kollegen ahmten diesen Prozess nach, indem sie einen porösen Flansch direkt unter die Haut implantierten, um die Bildung einer optimalen Hautversiegelung zu fördern. Blunn ist wissenschaftlicher Berater für Stanmore Implantate , die darauf abzielt, die Technologie zu kommerzialisieren.
Bisher hat sein Team vier Personen chirurgisch Implantate angebracht, darunter ein an den unteren Extremitäten amputierter Mensch, der im September mit seiner Beinprothese den Kilimandscharo bestieg. (Eines der berühmtesten Motive von Blunn ist Oscar die Katze, die nach einem Unfall mit einem Mähdrescher vor einem Jahr zwei Hinterbeinprothesen erhielt. Zwei Monate nach Erhalt der Implantate konnte Oscar rennen.)
Zu Mathenys Enttäuschung haben die Tests am Menschen in den USA noch nicht begonnen. Das liegt zum großen Teil an dem hohen Infektionsrisiko, aber Matheny sagt, dass er bereit ist, dieses Risiko einzugehen. McGough, der Chirurg von Matheny, ist Teil eines Teams, das mit europäischen Wissenschaftlern und anderen Gruppen in den USA zusammenarbeitet, um die Genehmigung der US-amerikanischen Food and Drug Administration zu erhalten, um diese Technologie in die Staaten zu bringen.
Ich denke, das wird alles für Amputierte ändern, sagt McGough. Der Chirurg ist nach Deutschland gereist, um das Verfahren kennenzulernen und hat dort bereits einem Patienten ein Implantat gegeben. Er hofft, dass Matheny der nächste sein wird; Forscher dort haben ihm bereits ein maßgeschneidertes Gerät gebaut. Aus rechtlichen Gründen muss die Operation in Deutschland erfolgen. Und ich habe noch nicht das Geld, um dorthin zu gehen, sagt Matheny.