Mitől modernek a modern művégtagok?
Rovat: Protézis, művégtag
Szerző: Joachim Dohmeier
Utolsó frissítés: 2023. július 10.
Ha azt a kifejezést halljuk, hogy modern művégtagok, akkor valószínűleg mindenki azokra a futurisztikus protézisekre gondol, amiket a bionika és a robotika legújabb fejlesztéseivel szerelnek fel.
A legtöbb esetben azonban ezek csak prototípusok a fejlesztők laboratóriumaiban, és bár a kutatások nagyon gyors ütemben haladnak, arra sem árt gondolni, hogy ezek a protézisek bizony nem kétfillérbe kerülnek.
A modern művégtagok meghatározás valójában minden olyan protézisre igaz, ami könnyű, kényelmes, tartós és élethű, emellett személyre szabott, és még speciális tevékenységek végzését is lehetővé teszi.
A modern művégtagok megszületését a modern anyagok tették lehetővé
Ma már természetesnek vesszük, hogy az olyan anyagok, mint a szilikon, a modern műanyagok, vagy éppen a szénszálas kompozit anyagok rendelkezésre állnak.
De gondoljunk bele, hogy mit tudtak használni évszázadokkal ezelőtt? A fát, nehezebb fémeket, hiszen csak így érhették el, hogy a protézis ellenálló és tartós legyen. Ezzel szemben ma már nem zárja ki egymást, hogy egy protézis bár könnyű, miközben tartós is lehet.
A nagyrészt szénatomokból álló, különösen vékony karbonszálak kiválóan alkalmasak olyan kompozit anyagok készítésére, mint például a szénszálas/epoxi kompozitok. A szén/epoxi kompozitok azért tudtak elterjedni a modern művégtagok készítése területén, mert vonzó a megjelenésük – azaz élethű protézisek gyárthatók belőlük –, remek az ár/érték arányuk, és a használatukkal a gyártási folyamat is viszonylag egyszerű. Mindemellett technikailag is jóval a többi anyag fölött állnak, azaz épp ideálisak protézisek készítéséhez.
A modern művégtagok a természetet utánozzák
A modern művégtagok egyik kulcsfontosságú jellemzője, hogy az egyén súlyának, magasságának és izomszerkezetének megfelelően testre szabhatók. Ehhez pedig olyan anyag kell, amit könnyű megmunkálni, hogy megkapjuk a kívánt formát. A szálkompozitok legnagyobb előnye, hogy alkalmasak a fröccsöntő technológiára, amit egyéb technikákkal kombinálva gyakorlatilag bármilyen komplex szerkezet előállítható belőlük.
De miért is van erre szükség? A legtöbben valószínűleg nem hallottak még a Wolff törvényről – leegyszerűsítve arról van szó, hogy a csontszövet mindig alkalmazkodik az őt érő terheléshez. Vagyis a csontok nagyobb sűrűséggel és szilárdsággal bírnak ott, ahol fokozottabb terhelésnek vannak kitéve.
A sípcsont csúcsa például 50%-kal nagyobb sűrűséggel és nyomószilárdsággal rendelkezik, mint a többi része. Egy egyszerű példával könnyen szemléltethető a Wolff törvény: a zéró gravitációban eltöltött hosszú idő alatt az űrhajósok csontjai meggyengülnek, ugyanis semmilyen terhelésnek nincsenek kitéve.
A kompozit anyagokból készült modern művégtagok esetén lehetőség van rá, hogy a különböző komponensek és technikák variálásával utánozzuk a természetet. Vagyis más-más falvastagság érhető el a protézis egyes pontjain, így a Wolff törvény által meghatározott régiókban a megfelelő erősségű alkotóelem állítható elő. Ehhez persze pontosan kell ismerni a páciens anatómiáját, azaz alapos vizsgálatok után lehet csak belevágni a protézis készítésébe.
A modern művégtagok erősek és jól terhelhetők
Az ember anatómiai felépítését megnézve azt találjuk, hogy a test mozgását az inak és az izmok segítik, míg a csontok és az ízületek a súlyt hordozzák. A ma használt, a hatóságok által is jóváhagyott protézisek a csontok szerepét és működését veszik át, azaz a feladatuk a rájuk nehezedő tömeg megtartása.
Egy kis kitérő: bár ma már léteznek úgynevezett aktív protézisek is, vagyis olyanok, amik rendelkeznek valamilyen belső erőforrással, ezek még nem terjedtek el széles körben, illetve sok esetben csupán kísérleti stádiumban vannak.
A passzív és félig aktív térdízületek esetén azonban több probléma is felmerül. Egy ilyen protézissel az amputáltak nehezen tudnak elvégezni olyan, az egészséges emberek számára egyszerű feladatokat is, mint mondjuk a lépcsőn vagy a lejtőn való felmászás és leereszkedés, vagy például a székről történő felállás.
Sőt, gyalogláskor a boka ízületét tekintve is több munkát kell egy amputáltnak kifejtenie, ami egyben sokkal nagyobb oxigénfogyasztást is jelent. Emellett a járásban mutatkozó folyamatos aszimmetria is okozhat hosszú távú következményeket, ami a protézisek technológiájának további javítását teszi szükségessé.
De térjünk vissza a modern művégtagok terhelhetőségéhez. A csontot helyettesítő protézisnek az eredeti csonthoz hasonló mechanikai szilárdsággal kell rendelkeznie. A jelenleg használatban lévő szén/epoxi kompozitok mind a szakítószilárdságukban, mind pedig a rugalmasságukat illetően kiváló mutatókkal rendelkeznek. Ráadásul a törésszilárdságuk is remek, ezért is ez az egyik legjobb anyag a modern művégtagok készítésére.
Természetesen léteznek egyéb jelöltek is a protézisek előállítására. Többek között a hagyományos fa, az üvegszál-poliészter kompozitok, az üveg és szénszálas/hőre lágyuló kompozitok, a fémek és különféle ötvözeteik, illetve kerámiák is használhatók a protézisekben.
Ha azonban összevetjük a fenti anyagok tulajdonságait a saját csontokéval, akkor egyértelmű, hogy a szén/epoxi kompozit hasonlít a leginkább hozzájuk az abszolút szilárdság, a modulus és a törésszilárdság szempontjából. Vagyis ez az a tökéletes anyag, amiből könnyű, de ellenálló modern művégtagok készíthetők.
A modern művégtagok esetén fontos az ideális súlyelosztás
A fent említett kompozit magas fajlagos szilárdságának köszönhetően ugyanolyan erős protéziseket lehet készíteni belőle, mint a saját lábak. Csakhogy ezek a művégtagok ultrakönnyűek, alig nyomnak 2-3 kilogrammot. Viszont egy 80 kilós ember lábai nagyjából 13-14 kg-osak, ez a nagy súlykülönbség pedig komoly gondokat is okozhat.
Amikor az 1970-es években elkészültek az első szénszálas, modern művégtagok, a kísérletek azt mutatták, hogy ezek a protézisek egyáltalán nem praktikusak. Mert mi történt? Beavatkoztunk az emberi test optimális súlyelosztásába a túlzottan könnyű protézisekkel, ezért még az olyan mindennapi tevékenységek is nehezebbé váltak, mint amilyenek az ülés, a láb behajlítása stb.
Azaz nem is igazán a protézis súlya számít – bár ez sem mellékes –, hanem a jó súlyelosztás, valamint a szögmozgás. Ez különösen az alsó végtag protézisekre igaz, ahol a térd környékén történő plusz súly hozzáadása megkönnyíti a csukló mozgását.
Arra is rájöttek, hogy a karprotézisek tömegének megközelítőleg azonosnak kell lenniük azzal, amit az izmok az „életük” során mozgattak. Ez a finomhangolás – az extra súlyok hozzáadása és a megfelelő elosztása – a szénszál/epoxi kompozitból gyártott modern művégtagok esetén meglehetősen könnyű, ezért is lett olyan sikeres ez az anyag a protézis készítés területén.
A modern művégtagok a speciális igényeket is kielégítik
Azt már tudjuk, hogy a modern művégtagok könnyűek, mégis ellenállók, valamint jól terhelhetők, esztétikusak, de az is fontos szempont lehet, hogy ne kelljen lemondani a pácienseknek a kedvenc tevékenységeikről. Ez a szempont számunkra is különösen fontos, ezért készítettünk már eddig is olyan speciális protéziseket, amik teljesen egyedi kérések alapján születtek meg.
Ezek az esetek jó példaként szolgálhatnak arra, hogy nem szabad feladni és nincs lehetetlen. Az élet nem ér véget egy baleset, vagy egy súlyos betegség után, csak másképpen folytatódik.
Pozitív hozzáállással és a megfelelő modern művégtagok használatával mindenki újra önmagára találhat!
A Protézis, művégtag rovat további cikkei →
A szerzőről:
Joachim Dohmeier egyike azon német szakembereknek, akik több mint 30 év tapasztalattal rendelkeznek ezen a pályán. Sokaknak segített már, akár talpbetétre, akár művégtagra volt szüksége a páciensnek.
Tanulmányait a legkiválóbb német ortopéd technikus iskolákban végezte, eddig minden kontinensen dolgozott vagy oktatott már: nemcsak Franciaországban és Ausztráliában, de Lengyelországban, Dél-Afrikában, Spanyolországban, Finnországban, az Egyesült Államokban, Dubaiban, valamint Haitin is voltak páciensei.
Kérdése van?
Segítünk!
Írjon nekünk: