211service.com
Implantering av konstgjorda lemmar i kroppen
Johnny Matheny, en före detta kommersiell bagare från Redhouse, Virginia, förlorade sin vänstra arm på grund av bencancer 2008. Han bär nu en krokliknande protes fastspänd på bröstet; han kan mödosamt öppna och stänga kroken och flytta armen upp och ner genom att böja vissa muskler. Men han väntar ivrigt på ny teknik som han tror kommer att fungera mycket bättre: en kirurgiskt implanterad enhet som fäster direkt på benet, vilket potentiellt möjliggör överlägsen rörelseomfång och mer exakt kontroll.
Bättre anslutningar: Detta är en röntgenbild av en kvinna som förlorade en del av sin arm i Londons tunnelbanebombningar 2005. Hon använder en konstgjord lem som snäpper fast på en koppling som är fäst direkt på det återstående benet. Hon simmar nu med protesen varje dag.
Enheterna har testats på människor i mer än ett decennium i Europa, men de medför betydande risker. Eftersom de kräver en anslutning som sticker ut genom huden, är infektioner ganska vanliga och kräver ofta sekundära operationer. Forskare i Europa och USA försöker utveckla sätt att bättre integrera enheten med kroppen – skapa starkare kopplingar mellan metall, ben och kött – för att minska denna risk.
Vi är väldigt hoppfulla. Det faktum att personer som fått implantaten är ambulerande betyder att deras livskvalitet uppenbarligen är mycket bättre än den var, säger Grant McGimpsey , direktör för Bioengineering Institute vid Worcester Polytechnic Institute. Men vi måste tänka på [infektionsrisker] innan vi implementerar det på ett stort antal människor. Vi letar efter en proteslösning som håller i 70 år.
De proteser som för närvarande är tillgängliga för amputerade passar över bärarens stump. Även om de till exempel kan förbättra livskvaliteten avsevärt, så att många människor kan gå, har de också allvarliga nackdelar. Att gå kan vara ganska smärtsamt, och friktion mellan stumpen och protesens uttag kan leda till kroniska sår och infektioner. Överväldigande är den största anledningen till att människor inte kan gå efter amputation för att de inte kan bära ett uttag, Richard McGough, en ortopedisk kirurg vid University of Pittsburgh.
Med så kallade osseointegrerade implantat, som fäster direkt på benet, förs en cylindrisk anordning kirurgiskt in i håligheten i det kvarvarande benet. Målet är att uppmuntra benet att växa in i metallen, liknande vad som händer efter ledprotesoperationer. Själva den konstgjorda lemmen fäster vid en kort kontakt som sticker ut från huden, vilket eliminerar vissa problem med uttagsproteser.
Hittills har många av implantaten av denna typ utförts i Tyskland, under ledning av Horst Aschoff, chef för avdelningen för plastik-, hand- och rekonstruktionskirurgi vid Sana kliniken , i Lubeck. Hans team har behandlat mer än 50 patienter under det senaste decenniet. Aschoffs forskning visar att personer med implantat i underbenen rör sig mer naturligt än de med traditionella proteser, har en mer symmetrisk gång och använder mindre energi för att utföra samma rörelse.
Men proceduren är fortfarande ganska riskabel. Det största hindret är rädsla för infektion, säger McGough, som har samarbetat med Aschoff. Det finns inte många andra system inom medicin där du medvetet har en bit metall som sticker ut ur huden. Enligt en undersökning av 40 av Aschoffs patienter som fick implantat mellan 2003 och 2009, var ungefär hälften tvungen att genomgå en andra operation för att hantera infektioner eller andra komplikationer. Fem fick sina implantat borttagna. Men 38 av de 40 sa att de skulle genomgå den ursprungliga operationen igen.
Aschoffs team har följt modellen av en tand. Gruppen teoretiserar att ett väl förankrat implantat – där benet har vuxit in i metallen – kommer att förhindra bakterier från att migrera in i benet och orsaka farliga infektioner. (Bakterierna i våra munnar, till exempel, stannar vanligtvis på ytorna av våra tänder, tunga och tandkött.) Gordon Blunn , chef för Center for Bio-Medical Engineering vid University College London, har tagit en något annorlunda väg och hämtat inspiration från rådjur, vars horn ger en naturlig modell för ett hälsosamt gränssnitt mellan hud och ben.
Som en del av normal sårläkning efter operationen kommer kanterna på de skivade hudpartierna att försöka stickas ihop och växa nedåt längs anslutningsstiftet på protesimplantatet på jakt efter en annan hudbit. Men det ger en ficka som kan samla smuts och öka risken för infektion. Blunns team har fokuserat sina ansträngningar på att uppmuntra huden att bilda en tät tätning runt implantatet och därigenom minska risken för infektion. Rådjur verkar göra detta via stora porer i benet precis under huden. Dessa porer uppmuntrar mjukvävnad att fästa. Blunn och kollegor härmade denna process genom att lägga till en porös fläns, implanterad precis under huden, vilket uppmuntrade den optimala hudförseglingen att bildas. Blunn är en vetenskaplig konsult för Stanmore implantat , som syftar till att kommersialisera tekniken.
Hittills har hans team kirurgiskt fäst implantat till fyra personer, varav en var en amputerad underben som klättrade på Kilimanjaro med sin benprotes i september. (En av Blunns mest kända ämnen är katten Oscar, som fick två proteser i bakbenen efter en olycka med en skördetröska för ett år sedan. Två månader efter att ha tagit emot implantaten kunde Oscar springa.)
Till Mathenys besvikelse har mänskliga tester ännu inte börjat i USA. Det beror till stor del på den höga risken för infektion, men Matheny säger att det är en chans han är villig att ta. McGough, som är Mathenys kirurg, är en del av ett team som arbetar med europeiska forskare och andra grupper i USA för att få godkännande från U.S. Food and Drug Administration för att föra denna teknologi till staten.
Jag tror att det här kommer att förändra allt för amputerade, säger McGough. Kirurgen har rest till Tyskland för att lära sig proceduren och har redan gett en patient ett implantat där. Han hoppas att Matheny blir nästa; forskare där har redan byggt en specialdesignad enhet för honom. Av juridiska skäl måste operationen ske i Tyskland. Och jag har inte pengar att åka dit än, säger Matheny.