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Prothesen-Mechanismus für mehr Lebensqualität

Prothesen-Mechanismus für mehr Lebensqualität

Foto: Gelenkmechanismus in Simulationsschwungphase 

Ingenieure haben einen neuen Gelenkmechanismus für Prothesen zum Patent eingereicht. Er soll Patienten nach einer Amputation des Unterschenkels zu mehr Mobilität verhelfen.

Was Sabrina Plümer und Martin Eckl vom Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover in ihrem Labor aufgebaut haben, sieht nicht wirklich aus wie ein Knie, funktioniert aber wie eins. Ihren neuen Prothesen-Mechanismus mit hydraulischen Zylindern haben sie jetzt schützen lassen.

Beinamputationen werden oft oberhalb des Kniegelenks durchgeführt, der Oberschenkelknochen wird dabei durchtrennt. „Die Folge ist ein empfindlicher Stumpf, der vom Patienten nur eingeschränkt belastet werden kann“, erklärt Sabrina Plümer. Eine moderne Prothese ersetzt dann das Knie durch ein mechanisches Gelenk; Elektronik erkennt, ob der Patient zum Beispiel geht, Treppen steigt oder Fahrrad fährt, und passt das Prothesenverhalten automatisch an. Das ist Stand der Technik.

Das IFW-Team entwickelt eine Leichtbau-Knieexartikulations-Prothese, die einen vollen Erhalt des Oberschenkelknochens ermöglicht. „Bei Amputationen weiter unten, auf Kniehöhe, bleibt der Oberschenkelknochen belastbar und der Prothesenschaft kann für die Patienten vorteilhaft gestaltet werden. Das ermöglicht mehr Mobilität und Komfort im täglichen Leben“, sagt Plümer. Das Ziel der Wissenschaftler ist eine praktikable und ästhetische Knieexartikulations-Prothese mit „intelligenter“ Stand- und Schwungphasensteuerung.

Zentrales Element des neuen Knies, das unterhalb des Oberschenkelknochens arbeitet, sind hydraulische Zylinder. Sie sind so angeordnet, dass sie eine Drehbewegung um einen externen Drehpunkt ermöglichen. Dabei wird die adaptronische Dämpfungssteuerung des Gelenkwiderstandes – ob das Knie also beim Gehen „weich“ ist oder beim Stehen Stabilität verleiht –, direkt in die tragende Struktur integriert. Außerdem ragt, wenn das Knie beim Sitzen um 90 Grad gebeugt ist, nichts hervor. Dies ist eine wesentliche ästhetische Verbesserung gegenüber derzeit auf dem Markt verfügbarer Prothesen. Das Knie soll für Patienten mit bis zu 125 kg Körpergewicht ausgelegt sein und sich bis zur Hocke beugen lassen.

Der entwickelte Mechanismus ermöglicht eine Feinjustierung der Prothesenlänge nach dem Anlegen und sogar aktiv innerhalb eines Gangzyklus: Man zieht beim Durchschwingen des Beins den Fuß ganz automatisch etwas hoch – sonst würde er über den Boden schleifen. Das IFW-Knie kann dieses phasenweise Hochziehen übernehmen.

Damit kann erstmals eine Prothese einen weiteren Aspekt des normalen Gehens übernehmen. Anschließend wird die Phase der Grundlagenforschung abgeschlossen, und die Prothesenhersteller können den Schritt hin zur marktreifen Produktentwicklung beginnen.

REHACARE.de; Quelle: Leibniz Universität Hannover

- Mehr über die Leibniz Universität Hannover unter www.uni-hannover.de

 
 

( Quelle: REHACARE.de )

 
 

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