Onderzoekers van het Insti-tut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) van de Leibnitz Universität Hannover hebben een nieuw gewrichtsmechanisme ont-wikkeld. Ze hebben in een laboratorium iets gebouwd dat niet echt op een knie lijkt maar wel zo functioneert. Dit moet patiënten na een ampu-tatie van het onderbeen tot meer mobiliteit en levenskwaliteit verhelpen. Het nieuwe prothe-semechanisme met hydraulische cilinders is gepatenteerd.
Een amputatie wordt vaak boven het kniegewricht uitgevoerd. Het gevolg is een ongevoelige stomp, die door patiënten slechts beperkt kan worden be-last. Een moderne prothese vervangt de knie door een mechanisch gewricht. Elektronica herkent of de patiënt bijvoorbeeld loopt, trappen loopt of fietst en past het gedrag van de prothese automatisch aan.
In een door het Ministerie voor onderwijs en onderzoek (BMBF) ge-subsidieerd gezamenlijk project met de Otto Bock Healthcare (marktlei-der in protheses) ontwikkelt het team een lichtgewicht knieprothese, die volledig behoud van het bovenbeen mogelijk maakt. Bij amputaties verder omlaag, op kniehoogte, blijft het bovenbeen belastbaar en kan de schacht van de prothese op een gunstige manier worden vormgegeven. Dat levert meer comfort en mobiliteit in het dagelijks leven op. Het doel van de wetenschappers is een praktisch bruikbare en ethische knieprothese met intelligente stand- en bewegingsaansturing.
Mechanisme
Centrale elementen van de nieuwe IFW-knie, die aan de bovenkant van het bovenbeen werkt, zijn hydraulische cilinders. Ze zijn zodanig geplaatst dat ze een draaibeweging om een extern draaipunt mogelijk maken. Hierbij wordt de adaptieve dempingsbesturing van de gewrichtsweerstand – of het knie dus bij het lopen soepel gaat of bij het staan stabiliteit geeft – direct in de dragende structuur geïntegreerd. Bovendien steekt niets uit als de knie bij het zitten 90° buigt. Dit is een wezenlijke ethische verbetering. De knie moet geschikt zijn voor patiënten tot 125 kg lichaamsgewicht en voldoende diep buigen.
De hydraulische cilinders zijn zodanig geplaatst dat ze een draaibeweging om een extern draaipunt mogelijk maken.
Het door het IFW ontwikkelde mechanisme maakt ook een fijnafstemming van de protheselengte mogelijk na het aanmeten en zelfs actief binnen een loopcyclus. Men trekt bij het doorzwaaien automatisch de voet wat omhoog, anders zou deze over de grond slepen. De nieuwe knie kan dit optrekken overnemen. Hier werken de onderzoekers momenteel aan. Op deze manier kan een prothese voor het eerst nog een aspect van het normale lopen overnemen. Daarna wordt de fase van het basisonderzoek afgesloten en kunnen de prothesefabrikanten de stap maken naar een product voor de markt.
Vervolg
Aan de Leibnitz Universität Hannover wordt intensief onderzoek gedaan op het gebied van medische techniek. Een heel team houdt zich bezig met diverse probleemstellingen. De ervaring met de ontwikkeling van mechatro-nische systemen is daarbij een voordeel. Dat de onderzoekers op werk-tuigbouwkundige kennis kunnen teruggrijpen, is gunstig voor veel biome-dische techniekprojecten.
