Una nuova articolazione artificiale ripristina importanti movimenti simili al polso per gli amputati dell'avambraccio, che potrebbe migliorare notevolmente la loro qualità di vita. Un gruppo di ricercatori guidati da Max Ortiz Catalan, Professore Associato presso la Chalmers University of Technology, Svezia, ha pubblicato la sua ricerca sulla rivista Transazioni IEEE su sistemi neurali e ingegneria della riabilitazione .

Per i pazienti a cui manca una mano, una delle maggiori sfide per recuperare un alto livello di funzionalità è l'incapacità di pronare e supinare. Quando appoggi la mano su un tavolo, palmo in giù, è completamente pronato. Ruota il polso di 180 gradi, quindi la mano è con il palmo rivolto verso l'alto, ed è completamente supinato.

Questo è un movimento essenziale per l'utilizzo di una maniglia della porta, un cacciavite, una manopola su un fornello, o semplicemente capovolgendo un pezzo di carta. Per chi manca una mano, questi sono compiti molto più imbarazzanti e scomodi, e le attuali tecnologie protesiche offrono solo un sollievo limitato a questo problema.

"Una persona con amputazione dell'avambraccio può utilizzare un rotatore del polso motorizzato controllato da segnali elettrici dai muscoli rimanenti. Tuttavia, quegli stessi segnali vengono utilizzati anche per controllare la mano protesica, " spiega Max Ortiz Catalan, Professore Associato presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica di Chalmers.

"Ciò si traduce in uno schema di controllo molto ingombrante e innaturale, in cui i pazienti possono attivare solo il polso protesico o la mano in una sola volta e devono passare avanti e indietro. Per di più, i pazienti non ricevono feedback sensoriali, quindi non hanno la sensazione della posizione o del movimento della mano."

La nuova articolazione artificiale funziona invece con un sistema implantare osteointegrato sviluppato dall'azienda svedese, Integrum AB:uno dei partner di questo progetto. Un impianto viene inserito in ciascuna delle due ossa dell'avambraccio, l'ulna e il radio, e quindi un'articolazione artificiale simile a un polso funge da interfaccia tra questi due impianti e la mano protesica. Insieme, questo permette movimenti molto più naturalistici, con controllo naturale intuitivo e feedback sensoriale.

I pazienti che hanno perso la mano e il polso spesso mantengono una muscolatura sufficiente per consentire loro di ruotare il raggio sopra l'ulnare, il movimento cruciale nella rotazione del polso. Una protesi convenzionale, che si attacca al corpo comprimendo il moncone, blocca le ossa in posizione, impedendo qualsiasi potenziale rotazione del polso, e così spreca questo movimento utile.

"A seconda del livello di amputazione, potresti ancora avere la maggior parte degli attuatori biologici e dei sensori rimasti per la rotazione del polso. Questi ti permettono di sentire, Per esempio, quando giri una chiave per avviare un'auto. Non guardi al volante per vedere fino a che punto girare, lo senti e basta. La nostra nuova innovazione significa che non devi sacrificare questo movimento utile a causa di una scarsa soluzione tecnologica, come una protesi alveolare. Puoi continuare a farlo in modo naturale, " dice Max Ortiz Catalan.

Gli ingegneri biomedici Irene Boni e Jason Millenaar erano a Chalmers come studenti internazionali in visita. Hanno lavorato con il Dr. Ortiz Catalan nel suo laboratorio di biomeccatronica e neuroriabilitazione a Chalmers, e con Integrum AB su questo progetto. "Nei test progettati per misurare la destrezza manuale, abbiamo dimostrato che un paziente a cui è stata applicata la nostra articolazione artificiale ha ottenuto punteggi molto più alti rispetto a quando utilizzava la tecnologia convenzionale dell'invasatura, " spiega Jason Millenaar.

"Il nostro nuovo dispositivo offre una gamma di movimento molto più naturale, riducendo al minimo la necessità di movimenti compensatori della spalla o del busto, che potrebbe migliorare notevolmente la vita quotidiana di molti amputati dell'avambraccio, "dice Irene Boni.