CD-Labor for Wiederherstellung von Extremitätenfunktionen

Das Forschungsziel ist die bessere Integration prothetischer Systeme in das Körperbild betroffener PatientInnen. Zum einen werden dazu Befestigungen von Prothesen am Körper optimiert und zum anderen die motorischen Steuerungen von Prothesen und ihre sensiblen Rückmeldungen an den Körper weiterentwickelt.

Moderne prothetische Systeme sind eine wertvolle Ergänzung biologisch-rekonstruktiver Maßnahmen zur Wiederherstellung von Extremitätenfunktionen. Dabei stellt die harmonische Integration der Prothese in das Körperbild von PatientInnen eine veritable Herausforderung dar. Dank intensiver Forschungstätigkeit im Bereich der sogenannten bionischen Rekonstruktion konnten in den letzten Jahren signifikante Fortschritte erzielt werden, auf denen hier aufgebaut wird.

Das Konzept der bionischen Rekonstruktion verbindet eine Vielzahl unterschiedlicher chirurgischer Maßnahmen. Diese verändern die Anatomie der PatientInnen chirurgisch so, dass es ihnen gelingt hochkomplexe mechatronische Vorrichtungen intuitiv anzusteuern und sie einen bestmöglichen Ersatz für die verlorenen Funktionen von Gliedmaßen erhalten.

Ein wesentliches Forschungsziel ist es dabei, möglichst intuitive Steuerungsmodule des neuen, bionischen Körperteils zu ermöglichen. Dies wird durch komplexe neuromuskuläre Rekonstruktionen gewährleistet und unterstützt so die bestmögliche Steuerung der Prothesen, indem artifiziell neue oder zusätzliche Signale zur Muskelsteuerung bereitgestellt werden.

Des Weiteren wird daran gearbeitet, die mechanische Fixierung einer Prothese am Körper zu verbessern. Implantierbare Systeme bieten dabei gute Perspektiven. So werden teilweise implantierte Systeme für den Einsatz bei unvollständigen Handamputationen weiterentwickelt. Aber auch vollständig in den Körper integrierte Implantate bieten im Zusammenspiel mit speziell gestalteten Verankerungen eine gute Fixierung der Prothese und werden daher erforscht.

Die simultane Kontrolle mehrerer Gelenke und Funktionen einer einzelnen Prothese der oberen Extremitäten ist ein weiteres Forschungsziel. Die Schrittsicherheit wiederum steht für Prothesen der unteren Extremitäten im Fokus der Forschung. Dabei wird auch berücksichtigt, dass zukünftige Prothesen Feedback über relevante Zustandsinformationen an PatientInnen liefern sollen. So sind z. B. für die Funktion von Prothesen der oberen Extremitäten Informationen über die relative Position zum Körper wichtig, während bei Prothesen der unteren Extremitäten Informationen über die Belastung hohe Sicherheitsrelevanz haben. Für beide Bereiche wird die sogenannte Targeted Sensory Reinnervation (TSR) weiter erforscht, die eine Anbindung der Prothese an das Nervensystem der PatientInnen vorsieht.

Auch die Optimierung von Sensoren, die das Aufzeichnen neuromuskulärer Aktivitäten erlauben, wird erforscht. Tatsächlich werden für diese Zwecke bereits Sensoren verwendet, die auf der Hautoberfläche fixiert werden. Doch vollständig implantierte Sensoren würden eine geringere Störanfälligkeit für Bewegungen und wechselnde Hautbedingungen aufweisen.

Diese auf technische Innovationen fokussierte Forschung wird von Entwicklungen begleitet, die den eigentlichen Nutzen für PatientInnen im Mittelpunkt haben. Spezielle computerunterstützte Rehabilitationsprotokolle werden dabei genauso entwickelt wie konkrete Evaluationsmethoden.

Insgesamt wird die Forschung einen Beitrag dazu leisten, dass zukünftige Prothesen PatientInnen ein Leben mit immer weniger Einschränkungen ermöglichen.