Эволюция бионических протезов
С появлением современных технологий и инноваций в области медицины, бионические протезы стали более доступными для людей, нуждающихся в компенсации утраченных конечностей. Эволюция этих протезов произошла благодаря разработке новых технологий и материалов, а также улучшению их функциональности.
Первым шагом в развитии бионических протезов была создание механических протезов, которые позволяли людям с ампутацией рук или ног получить полноценную функциональность. Однако, такие протезы ограничивались простыми механизмами и не могли полностью заменить утраченные конечности.
С появлением более технологичных моделей, протезы стали более функциональными и позволяют пользователям выполнять сложные движения, такие как сжимание кисти или сгибание коленки. Бионические протезы считывают сигналы, которые передаются с мозга к нервам и переносят их в движение протеза. Таким образом, люди, которые потеряли конечности, могут снова ими управлять.
Сейчас самые-самые технологичные протезы стоят довольно дорого, но они становятся широко доступными для большинства пользователей. Некоторые модели протезов работают на основе простых технологий, таких как кисть руки, которая управляется при помощи мышц вокруг плеча. Другие протезы используют электромиограмму, чтобы считывать сигналы от мышц, которые контролируют движение кисти.
Реабилитационная работа с протезами также играет важную роль в их использовании. Чтобы пользователь мог полноценно использовать протез, ему нужно научиться контролировать его движения. Ортопеды проводят специальные тренировки и интервью с пациентами, чтобы помочь им освоить управление протезом.
Однако, несмотря на прогресс в развитии бионических протезов, есть еще много работы, которую нужно выполнить
Важно улучшить функциональность и удобство использования протезов. Для многих пользователей протезы все еще неудобны и вызывают дискомфорт
В будущем мы можем ожидать появления более продвинутых и «умных» протезов, которые будут более интуитивно понятными и удобными для использования.
Примеры эволюции бионических протезов:
Момент
Протез
Первые протезы
Механические протезы для компенсации утраченных конечностей
Более технологичные модели
Бионические протезы, считывающие сигналы с мозга для управления движением
Инновационные технологии
Протезы, работающие на основе электромиограммы и других передовых технологий
Реабилитационная работа
Обучение пользователей управлению протезами для полноценного использования
Будущие перспективы
Более удобные и интуитивно понятные протезы с улучшенной функциональностью
Таким образом, эволюция бионических протезов продолжается, и мы можем ожидать появления все более технологичных и функциональных моделей, которые помогут людям компенсировать утраченные конечности и вернуться к полноценной жизни.
Материалы современных протезов
Обычно протезы состоят из культеприемной гильзы и каркаса, поверх которого может быть натянута оболочка. «Гильза — один из наиболее важных индивидуальных модулей протеза, она соединяет усеченную конечность с механическими частями и воспринимает основные статические и динамические нагрузки в системе “человек-протез”», — отмечает Владимир Нелюб, директор МИЦ «Композиты России» МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Комплектующие и материалы для разных видов протезов тоже нужны разные.
- Косметические протезы производятся из силикона, что позволяет, например, искусственным рукам выглядеть максимально по-настоящему: на них, по желанию заказчика, наносятся родинки, вены и веснушки. Можно даже красить ногти: выглядят они довольно реалистично.
- Бионические протезы тоже могут иметь силиконовую оболочку, но чаще всего каркас из высокопрочных материалов не скрывают, подчеркивая стильный дизайн и супер-начинку искусственных рук последнего поколения: моторы, аккумуляторы и датчики. Чтобы протез был легким и прочным, в ход идет углеродное волокно.
«Использование углепластика в протезах открывает массу возможностей как для техников, создающих их, так и для людей, которые будут их использовать в повседневной жизни. Такие протезы более надежны, долговечны, а главное, намного удобнее для пациентов. Они обеспечивают ту же силу отталкивания от земли, что человеческие мышцы и сухожилия.
Протезы из углепластика легкие и могут быть выполнены в различных вариациях, например, с пружинами из углеродного волокна, с длинными композитными дугами. Специальные датчики могут измерять мощность, положение стопы, регулировать угол ее наклона, жесткость протеза и уровень амортизации», — отмечает Владимир Нелюб.
Для изготовления гильз, которые плотно соприкасаются с культей, используются термопластик, силикон, литьевые смолы, полимеры, в некоторых случаях дерево. Тип крепления и материал гильзы выбирается индивидуально, зависит от высоты ампутации, состояния мягких тканей, наличия шрамов, рубцов, пересадки кожи. При среднестатистической культе можно использовать любой тип крепления, рассказывает Степан Головин, первый заместитель генерального директора ортопедического центра «Ортокосмос». Но тонкостей довольно много.
Степан Головин, первый заместитель генерального директора ортопедического центра «Ортокосмос»
«Важно уточнить, что по требованиям РФ материалы для протеза должны выдерживать 3 года эксплуатации у взрослого человека, то есть сейчас металлические части в производстве незаменимы», — подчеркивает Наталья Иванюк, генеральный директор «Бионик Натали». Компания производит бионические протезы на базе нейронной сети Bi-oN. Производители используют различные технологии производства, балансируя между себестоимостью, надежностью протеза и его конечной массой
Производители используют различные технологии производства, балансируя между себестоимостью, надежностью протеза и его конечной массой.
«В качестве конструкционных материалов используются металлы для несущих и нагруженных деталей, а также пластики для всех остальных. В последние годы набирает популярность использование аддитивных технологий как при изготовлении нескольких отдельных узлов (преобладает сплавление металлических порошков), так и при изготовлении основной номенклатуры деталей (тут уже чаще используется селективное лазерное спекание пластика)», — объясняет Павел Лавриков, технический директор «Клайбер Бионикс». Компания производит бионические протезы рук, в том числе Kleiber Solo.
Фото: Kleiber bionics
Кто может помочь?
Виды протезирования зубов
Несъемное протезирование
Новые технологии позволяют осуществлять его с помощью:
- Коронок (металлокерамических и керамических). Безметалловая керамика является более популярной. Она не вызывает аллергии и отличается повышенной эстетичностью.
- Мостовидных протезов. Данный метод позволяет успешно восстановить несколько утраченных зубов.
- Виниров и люминиров. Такие керамические накладки для зубов позволяют скрыть все дефекты ряда, укрепить его и сделать улыбку белоснежной.
- Имплантов. Данные изделия для протезирования позволяют восстановить целостность зубов при помощи искусственного корня (импланта), на который крепится абатмент и коронка.
Съемное протезирование
Данный метод протезирования актуален тогда, когда состояние зубного ряда и костной ткани не позволяет применять несъемные конструкции. Съемные изделия менее удобны, к ним нужно привыкать.
Протезы могут быть:
- Пластинчатыми. Зубы фиксируются благодаря эффекту присасывания.
- Бюгельными. Такие изделия крепятся к опорным зубам при помощи специальных замков. В качестве базиса используется металлическая дуга.
- Нейлоновыми. Протезирование зубов на основе нейлоновых протезов более удобно для пациента: они легче, тоньше, гибче, поэтому хорошо фиксируются во рту. Кроме того, изделия не содержат металлических элементов, мономерных пластмасс, даже система их крепления изготавливается из тех же материалов, что и сам протез.
Бюгельные конструкции нового поколения
Самые популярные – Quattro Ti («Квадротти»). Они разработаны итальянскими учеными. В отличие от обычных бюгелей, в основании которых находится металлическая составляющая и крючки для фиксации на опорных зубах, Quattro Ti создаются из мягкого и гипоаллергенного материала Dental D. Т.е. в них отсутствуют металл, который у многих вызывает аллергию, долгое привыкание, натирание слизистой. Несмотря на отсутствие металла, материал очень прочный и износостойкий, что позволяет эксплуатировать его не менее 7-10 лет.
Quattro Ti очень эстетично выглядят, потому что в них, в отличие от тех же классических бюгелей, крючки для опорных единиц выполнены из того же материала, что основание самого протеза, а не из броского металла, который может быть заметен окружающим. Еще один существенную плюс «Квадротти» – это компактность и легкость, почти полное отсутствие небного перекрытия в конструкциях для восстановления дефектов верхней челюсти.
Это еще не все инновации в бюгельном протезировании. Сегодня металлическая составляющая может заменяться еще одним более комфортным материалом – ацеталом. Также самое современное протезирование зубов при помощи бюгельных конструкций можно проводить не только при помощи таких элементов крепления к опорам, как крючки, а при помощи кламмеров (замочков) или телескопических коронок. Такие системы крепления более надежны и долговечны, они позволяют не переживать по поводу того, что съемные устройства в самый неподходящий момент вывалятся изо рта, в них также отсутствует небная перемычка. Они компактные и очень эстетично выглядят.
Про все разновидности бюгельных конструкций читайте в специальной статье на сайте!
Виды протезов
Протезы можно разделить на несколько категорий в зависимости от их временности и съемности:
Временные и постоянные протезы
Временные протезы – это временное решение, используемое в период подготовки к установке постоянного протеза. Они позволяют пациентам сохранять функциональность и эстетику, пока проводятся необходимые медицинские процедуры.
Временные протезы не подходят для длительного использования или для тех, кто хочет иметь полный зубной ряд. Они должны использоваться только в течение определенного периода времени и должны быть заменены на постоянные протезы, когда они больше не нужны.
Постоянные протезы – это конструкция, которая заменяет отсутствующие зубы и используется для поддержания жевательной функции. Они обычно состоят из нескольких частей, включая базовую часть, которая крепится к остаткам зубов, и коронку, которая покрывает базовую часть и защищает оставшиеся зубы от износа.
Это более долгосрочное решение, которое придаст вам стабильность и уверенность в повседневной жизни.
Съемные и несъемные протезы
Съемные протезы зубов используются для замены отсутствующих зубов, их можно легко снимать и надевать самостоятельно. Они крепятся к оставшимся зубам с помощью замков или крючков. Подходят, если необходимо заменить несколько зубов или в случаях, когда по каким-либо причинам нецелесообразно использование несъемных протезов.
Несъемные протезы – это более прочное решение, такие как коронки, мосты и имплантаты. Они надежно закрепляются на оставшихся зубах или имплантатах и предоставляют высокий уровень комфорта и надежности.

Методы имплантации для восстановления зубов за 3 дня
При современных методиках имплантации вид новых зубов выглядит великолепно и время изготовления и установки сокращается в разы.
В стоматологии стали применять ускоренные методы имплантации, такие как:
- Одномоментный.
- Одноэтапный.
- Двухэтапный.
- Безоперационный.
- Базальный.
- Лазерный.
Имплант устанавливают за одно обращение к врачу, и уже через 2 дня фиксируется протез. Протез ставится несъемный. В данном случае процесс ношения временных протезов исключается.

На первоначальном этапе пациент проходит компьютерное обследование. Компьютерная программа производит расчеты объема, находит лучшие места для имплантов, виртуально их вживляет. Это происходит под наблюдением лечащего врача.
После компьютерной обработки происходит разработка шаблона, который используют при хирургическом вмешательстве. В зубной ряд вставляются каппы, а через отверстия в них – импланты. Делается корректировка их наклона. Затем снимается слепок, и изготовляется протез. Время от осмотра до крепления составляет 2 -3 дня.
Сеть инновационных протезно-ортопедических центров
Современные протезы открывают перед людьми самые-самые широкие возможности. Благодаря развитию технологий вы можете восстановить движение вами ноги, руки или даже всего тела. Технологичные протезы стоят дорого, но они хорошо компенсируют утрату и позволяют людям жить полноценной жизнью.
В последние годы появились целые сети инновационных протезно-ортопедических центров, которые способны научить пользователей управлять бионическими протезами. Одним из таких центров является сеть центров, основанная доктором Головиным. В его центрах работают опытные ортопеды и специалисты по протезированию, которые готовы помочь каждому, кто нуждается в инновационном протезе.
Эволюция протезов
Протезирование – это процесс восстановления недостающих частей тела с помощью искусственных протезов. Вначале протезы были механическими и простыми в устройстве. Они позволяли людям восстановить базовые функции, но не обеспечивали полную компенсацию утраты.
С появлением бионических протезов все изменилось. Бионический протез – это протез, имитирующий работу натурального органа или конечности. Он оснащен сенсорами, которые регистрируют движение, и передают сигналы мозгу. Благодаря этому человек может контролировать протез и выполнять различные движения.
Инновационные протезы и возможности
Самые современные протезы, которые появились в последние годы, позволяют людям восстановить не только базовые функции, но и выполнять сложные движения. Некоторые протезы могут быть такими точными, что пользователи могут даже собирать модели из деталей LEGO. Такие протезы называются “умными” протезами.
Сеть инновационных протезно-ортопедических центров позволяет людям получить доступ к самым современным и технологичным протезам. Они не только восстанавливают движение, но и помогают людям вернуться к активной жизни. Благодаря инновационным протезам большинство людей неудобств не испытывают и могут вести обычный образ жизни.
| Протез | Стоимость | Особенности |
|---|---|---|
| Бионическая нога | От 300 000 рублей | Позволяет ходить, бегать и подниматься по лестнице |
| Бионическая рука | От 500 000 рублей | Дает возможность контролировать предметы и выполнить сложные движения |
К сожалению, не все люди могут себе позволить такие дорогие протезы. Но благодаря сети инновационных протезно-ортопедических центров больше людей получают возможность использовать современные протезы. Центры проводят индивидуальные консультации и подбирают протезы, учитывая нужды и возможности каждого человека.
Современные материалы для протезов
Сегодня как в сфере съемного, так и в сфере несъемного протезирования используются современные материалы для протезирования зубов.
1. Акрил нового поколения
Что касается съемных конструкций, то мы уже рассматривали нейлон, безмономерные акриловые смолы, мягкие и пластичные материалы. Также стоит выделить акрил нового поколения, в который техники в продвинутых клиниках добавляют алмазную крошку. Такой материал отличается от обычного акрила более высоким уровнем качества и комфорта. Акрил нового поколения имеет достаточно высокие эстетические показатели, он дольше сохраняет свои первоначальные характеристики, не впитывает запахов и красителей, не скапливает бактериального налета за счет меньшего количества пор. Он более удобный, мягкий и комфортный.
2. Диоксид циркония и оксид алюминия
Если говорить об инновациях в несъемном протезировании, то относительно недавно самой большой популярностью пользовались керамика и металл, а также их сочетание. Но сегодня пациенты все чаще отдают предпочтение конструкциям, выполненным из диоксида циркония или оксида алюминия, т.к. они сочетают в себе все положительные свойства керамики и металла, но при этом лишены отрицательных свойств данных материалов. Они одинаково хороши для восстановления передних и жевательных единиц, они невероятно долговечны (от 15 и более лет) и прочны (позволяют создавать даже протяженные мосты, восстанавливающие 5 и более дефектов подряд), они в точности повторяют анатомию восстанавливаемой единицы. Еще один плюс – диоксид циркония и оксид алюминия обрабатывают не вручную, а при помощи новейших технологий, о которых мы еще поговорим далее. Единственный недостаток таких материалов – достаточно высокая цена по сравнению с той же керамикой или металлом.

На заметку! В диоксидах нет металлической составляющей. Они имеют белый цвет, сверху для большей эстетики могут покрываться керамикой. Но есть и современные материалы, которые позволяют обойтись без керамического покрытия, например, цирконий Prettau.
3. Прессованная керамика
Еще один инновационный материал – прессованная керамика E-max и E-mpress, которая опять же обрабатывается не вручную, а с помощью CAD/CAM-технологий. В ней отсутствуют поры, поэтому она более прочная и долговечная по сравнению с обычной керамикой. С ее помощью можно создавать не только единичные коронки, но и непродолжительные мосты (для 1 утраченной единицы).
4. Керамокомпозит или керомер
Сочетание керамики и композита применяется для создания одиночных коронок, виниров, мостов. Инновационный материал применяются и в сфере протезирования на имплантах. Этот легкий, эстетичный и в то же время износостойкий материл позволяет осуществить протезирование уже через 1-3 дня после установки имплантов. Он обеспечивает необходимую стабилизацию имплантам, позволяет пациенту быстро вернуться к полноценному питанию без ограничений. Кроме того, материал поддается ремонту, может эксплуатироваться дольше 10 лет, избавляет пациента от необходимости проходить перепротезирование после приживления имплантов в челюстной кости.
5. Trinia
Появлению этого инновационного стекловолоконного материала мир обязан компании-производителю имплантов Bicon. Этот материал получил широкое распространение для создания базисного основания протезов. Применяется для протезирования на имплантах при одноэтапных протоколах имплантации с немедленной нагрузкой, когда несъемный протез ставится уже через 1-3 дня после вживления имплантов в челюстную кость. Также из него могут создаваться единичные коронки и съемные устройства. По своей прочности Trinia превосходит диоксид циркония.

Рвотный рефлекс
Для снижения в первые дни слюноотделения и подташнивания могут помочь мятные леденцы (не жевательная резинка). После прихода домой можно выпить горячий чай, который размягчит слизистую рта и обеспечит более комфортное расположение протеза, но следует быть осторожным с температурой напитка, так как вкусовая и температурная чувствительность могут быть первое время нарушены.
Вне зависимости от того, как Вы будете пользоваться конструкцией после привыкания (круглосуточно или только в дневное время), первые несколько дней протез лучше не снимать на ночь, а после гигиенических процедур постараться с ним заснуть, что также благоприятно скажется на скорости привыкания.
Определённый процент людей испытывают не просто ощущение инородного тела во рту, а тошноту. В первую очередь, это касается полного съёмного на верхней челюсти. К сожалению, попытки избавить пациента от этого за счёт укорочения границ протеза приводят к другой проблеме: он перестаёт присасываться и выпадает. Решением может установка имплантатов и создание протеза с открытым нёбом.
3 кибернетических технологии
Сенсоры мозговых волн
В одном из недавних экспериментов учёным удалось управлять вертолётом при помощи сигналов головного мозга человека, которые считывались при помощи ЭЭГ датчика.
Группа учёных из американского частного Университета Тафтса так же проводила подобный эксперимент, однако для считывания мозговых волн применялось другое устройство – инфракрасный спектрометр. Результатом этого эксперимента стало создание аппарата, который не только с помощью сенсоров улавливал мозговые волны, но и анализировал полученные данные, совершенно точно определяя личные предпочтения каждого из участников эксперимента.
В рамках проводимого исследования изучались предпочтения участников в области кино. Но самым интересным стало то, что чем больше испытуемый взаимодействовал с разработанной системой, тем точнее она определяла его предпочтения по фильмам, будто программа досконально изучала и понимала каждого участвовавшего в исследовании человека.

Сенсоры мозговых волн
На сегодняшний день эти сенсоры пока ещё не применимы, так как любая мелочь (посторонние звуки, движение головы и пр.) способна разрушить или исказить получаемый от мозга сигнал. В настоящее время учёные трудятся над возможностью решить эту проблему.
Результатом этого может стать разработка точной связи между человеческим мозгом и компьютером, который сможет не просто улавливать ваши предпочтения, но и принимать и предугадывать максимально верные решения: чем поужинать вечером или куда отправиться в отпуск в следующем месяце.
Подвижные протезы
Создание протезов – одна из самых первых разработок, в которых реализовала себя кибернетика как наука. За последнее двадцатилетие это направление получило максимально активное и масштабное развитие. Самый яркий пример прогресса в области создания подвижных протезов – миоэлектрический протез руки BeBionic, разработанный не так давно в Великобритании.
Эта биоэлектрическая кисть оснащена электромеханическим приводом и микропроцессорным контроллером. Электрический ток, проходящий через кожу и мышцы в верхней части искусственной руки, обеспечивает протез максимальной подвижностью: можно шевелить каждым пальцем руки, малейшего подёргивания будет достаточно, чтобы изменить положение кисти.
Как и любой другой протез, использование этой кисти требует определённой сноровки. Однако со временем человеку становится доступным выполнение ежедневных дел, которые невозможно было делать без протеза: приём пищи, работа за компьютером, поднятие небольших предметов и пр.
Нанофрактальные импланты
В 2005 году известный сегодня уже во всём мире нейробиолог Арманд Р. Тангуэй-младший представил свою разработку – бионический человеческий глаз, который крепился к сетчатке и получал изображение при помощи видеокамеры, установленной на очках. Канадский физик, лауреат Нобелевской премии по физике Ричард Тейлор сейчас ведёт работу над созданием нанофрактальных имплантов, способных имитировать нейроны человеческого глаза.
Сложность в применении камер для глазных имплантов заключается в том, что изображение на них передаётся в не стандартном для глаза формате. Глазные нейроны разветвляются в форме фрактала, а камеры передают сигналы по прямой линии.
При подключении видеокамеры к сетчатке незрячего человека большая часть получаемого с неё изображения теряется в зазоре между техникой и органической тканью. По этой причине все изобретённые до сегодняшнего дня глазные импланты передавали нечёткое, размытое, нецветное изображение с большим количеством шумов.
Популярные статьи
Высокооплачиваемые профессии сегодня и в ближайшем будущем
Дополнительный заработок в Интернете: варианты для новичков и специалистов
Востребованные удаленные профессии: зарабатывайте, не выходя из дома
Разработчик игр: чем занимается, сколько зарабатывает и где учится
Как выбрать профессию по душе: детальное руководство + ценные советы
Импланты, разрабатываемые Тейлором, позволят устанавливать более подходящую и устойчивую связь после вживления в сетчатку. Поскольку они максимально схожи с естественными нейронными связями, они смогут внедриться в имеющиеся работоспособные части человеческого глаза и позволят получать максимально полную информацию от камеры. Если к этой разработке прибавится ещё и создание видеокамеры, способной передавать изображение с разрешением в 127 мегапикселей, незрячие люди вскоре после этого смогут похвастаться идеальным зрением.
Можно ли заниматься спортом с протезом голеностопа
После эндопротезирования пациенту выдают ряд ограничительных рекомендаций. Самое главное – отказаться от подъема тяжестей более 20 кг. Желательно носить специальную обувь, которая обеспечит стабильность при ходьбе, – особенно в первое время. В период восстановления могут назначить физиотерапевтические процедуры и лимфодренаж.
По окончании восстановительного периода, как правило, разрешают:
- ходить на лыжах;
- плавать;
- ездить на велосипеде;
- бегать трусцой;
- заниматься треккингом;
- играть в гольф.
После эндопротезирования про футбол, теннис или скоростной слалом придется забыть
Направления развития энергонезависимых устройств
Нейропротезы
В области нейропротезов исследователи стремятся к созданию энергонезависимых устройств для восстановления функций центральной нервной системы. Эти устройства должны быть в состоянии обрабатывать электрические импульсы от мозга и использовать их для управления протезами. Развитие нейропротезов имеет большое значение для облегчения жизни людей, которые потеряли мотивацию или неспособны двигаться.
Биопротезы
Биопротезы – это протезы, которые изготавливаются из биоматериалов, таких как ткани или клетки, и встраиваются в ткани пациента. В свою очередь, энергонезависимые биопротезы принципиально новой конструкции могут быть изготовлены из материалов, которые способны принимать энергию из внешней среды. Биопротезы могут использоваться в хирургии для замены разрушенных или поврежденных тканей и органов, а также для увеличения мощности кровеносной системы.
Роботы-хирурги
Другим направлением в области имплантируемых устройств являются роботы-хирурги, которые могут быть программированы для использования энергии из внешней среды
Это важно, чтобы устройства работали несколько часов подряд и выполняли эффективные операции. Создание энергонезависимых роботов-хирургов является сложной задачей, но они имеют потенциал для улучшения точности и эффективности хирургических процедур
Биоматериалы и инновации в биоинженерии
Использование энергонезависимых биоматериалов с самоэнергетическими свойствами – открытие, которое может дать толчок к созданию устройств, не нуждающихся во внешней энергии. Эти материалы обладают способностью применять термо- и пьезоэлектрические свойства со стороны окружающей среды и тела пациента. Инновации в области биоинженерии и биоматериалов могут помочь создать устройства, которые не нуждаются в часто требующей замены батареи или внешней зарядки.
В целом, энергонезависимые импланты и протезы могут значительно улучшить качество жизни пациентов. Сейчас ученые по всему миру работают над тем, чтобы создать эффективные, долговечные и безопасные устройства, использующие энергию из окружающей среды. Надеемся на то, что в ближайшем будущем медицина сможет сделать новый шаг в развитии и предоставить большее количество возможностей для улучшения жизни пациентов.



























