Bio­nik als Ver­stär­ker und Über­set­zer in Prothesen

Sei­ne Erfah­run­gen und Visio­nen die­ser zukunfts­wei­sen­den Pro­the­sen-Tech­no­lo­gie hat ein For­scher­team jetzt im Fach­blatt „Natu­re Bio­me­di­cal Engi­nee­ring“ ver­öf­fent­licht. Oskar Aszmann von der Med­Uni Wien sieht „bedeu­ten­de Schrit­te” in der For­schung. Und pro­gnos­ti­ziert wei­te­re für die nahe Zukunft. Das erklär­te er im Gespräch mit der Aus­tri­an Pres­se Agen­tur (APA).

Aszmann lei­tet das gemein­sam mit Otto­bock betrie­be­ne „Labor zur Wie­der­her­stel­lung von Extre­mi­tä­ten­funk­ti­on“ in der öster­rei­chi­schen Metro­po­le. Und er ist einer der Haupt­au­to­ren des Fach­ar­ti­kels. Die Ver­öf­fent­li­chung ver­sam­me­le laut Aszmann „zahl­rei­che füh­ren­de Exper­ten auf dem Gebiet und stellt so die wesent­li­chen Inno­va­ti­ons­po­ten­zia­le dar, die in die­sem For­schungs­feld in den nächs­ten Jah­ren aus­ge­schöpft werden“.

So sehen die For­scher vor allem in der „direk­ten ske­lett­ä­ren Anbrin­gung“ (Osseo­in­te­gra­ti­on) enor­mes Poten­zi­al. Es gehe dar­um, Arm- oder Bein­pro­the­sen mög­lichst nahe am Kör­per anzu­brin­gen. Die füh­ren­den Exper­ten in die­ser Dis­zi­plin sit­zen in Wien, Schwe­den und den USA. Im „New Eng­land Jour­nal of Medi­ci­ne“ stell­ten Aszmann und sein Team im ver­gan­ge­nen Jahr die ers­ten Behand­lun­gen die­ser Art vor. „Das war tat­säch­lich eine Welt­neu­heit und mar­kiert einen Mei­len­stein in der moder­nen Pro­the­tik“, erklärt Aszmann.

Bei die­ser Art der Pro­the­tik wer­den die Mus­keln als Ver­stär­ker und Über­set­zer der noch vor­han­de­nen Ner­ven genutzt. Durch eine „Umlei­tung“ spre­chen die Ner­ven die Mus­keln im Stumpf an, sodass sie qua­si in ein „klar hör­ba­res Bio­si­gnal“ umge­wan­delt wer­den. Damit das gan­ze Sys­tem funk­tio­niert, müs­sen Ein­grif­fe am peri­phe­ren Ner­ven­sys­tem durch­ge­führt wer­den. „Wir erlau­ben dem Mus­kel als Über­set­zer und Ver­stär­ker neu­ro­na­ler Infor­ma­ti­on auf­zu­tre­ten“, heißt es in dem Fachartikel.

Aller­dings gibt es aktu­ell auch noch Fra­ge­stel­lun­gen, die die For­scher beschäf­ti­gen. Zum Bei­spiel kann Schweiß die Über­tra­gungs­qua­li­tät der Sen­so­ren ver­schlech­tern. „Aber wir arbei­ten dar­an, die Signa­le best­mög­lich aus dem Kör­per her­aus­zu­be­kom­men”, so Aszmann. Bis­lang ist die Über­tra­gung häu­fig noch eine Ein­bahn­stra­ße. Bedeu­tet, dass der Kör­per zwar mit der Pro­the­se kom­mu­ni­zie­re, eine Rück­mel­dung an den Kör­per der Patient:innen im Hin­blick auf die Re-Sen­si­bi­li­sie­rung ist jedoch noch in Arbeit.

An sol­chen bidi­rek­tio­na­len Sen­so­ren arbei­ten Aszmann und Kol­le­gen seit eini­ger Zeit unter ande­rem mit Otto­bock. „Wir sind gemein­sam die Ers­ten, die das durch­füh­ren”, sagt Aszmann. So wür­de bei­spiels­wei­se ein Vibra­ti­ons­si­gnal als hap­ti­sches Feed­back von der Pro­the­se an den Stumpf zurück­ge­lei­tet, wenn die Fuß­soh­le auf den Boden trifft. So könn­ten Patient:innen regis­trie­ren, wann kein Boden­kon­takt mehr bestehe. Was wie­der­um zu mehr Sicher­heit beim Gehen führt und das Embo­di­ment verbessert.