ما هي الأطراف الاصطناعية الذكية؟

توقع أخصائيو جراحة العظام في الولايات المتحدة الأمريكية البدء في استخدام مفاصل الركبة الاصطناعية "الذكية" في الممارسة الطبية.

تمكن ممثلون من جامعة ستوني بروك وجامعة ويسترن أونتاريو وجامعة بينجهامبتون من إتقان القدرة التكنولوجية على مراقبة تآكل المفاصل الاصطناعية وإدارة إعادة التأهيل.

تُعد جراحة استبدال الركبة من أكثر جراحات العظام شيوعًا. ويتعين تكرار العديد من هذه الجراحات لاستبدال طرف اصطناعي مكسور أو متهالك.

في أغلب الأحيان، يلجأ الشباب النشطون بدنيًا إلى المساعدة الطبية، حيث يستمرون في ممارسة نشاطهم البدني واتباع نمط حياة نشط حتى بعد استبدال الركبة الاصطناعية. ومع ذلك، فإن لهذا النشاط عيبًا خاصًا به: إذ يتآكل الطرف الاصطناعي بسرعة، ما يستدعي استبداله مرة أخرى.

نادرًا ما يعرف الأطباء مستوى النشاط البدني للمرضى الذين خضعوا لجراحة المفاصل الصناعية، لكنهم لا يستطيعون ذلك: فهم يسجلون فقط تآكل المفصل ويصفون عملية الإعادة التالية. بالنسبة للشباب، يُعد تكرار العملية كل 5-10 سنوات مشكلة خطيرة، وليست مالية فحسب. لذلك، يحاول العديد من المرضى إيجاد حل وسط بين ممارسة نشاط بدني كافٍ للحفاظ على الصحة وتجنب الإجهاد المفرط على المفصل.

قام باحثون أمريكيون بحل هذه المشكلة وقاموا في نهاية المطاف بإنشاء مفصل ركبة "ذكي" قادر على مراقبة والتحكم في الحمل الحركي.

يحتوي الطرف الاصطناعي على مستشعرات مدمجة تسجل الضغط على المفصل وتوفر فكرة عن درجة تآكل الزرعة. يتيح هذا الابتكار للمريض مراقبة حالة الطرف الاصطناعي، وتقليل الحمل عند الضرورة، وبالتالي إطالة فترة استخدامه.

وبما أن استخدام بطارية قابلة للإزالة في الطرف الاصطناعي بدا غير مريح للعلماء، فقد قاموا بتطوير آلية توليد طاقة مستقلة قادرة على تشغيل الجهاز من خلال حركة المفصل.

حاليًا، تم اختبار الجهاز "الذكي" على منصة اختبار خاصة. جوهر التطوير هو كما يلي: أثناء الحركة، يُحدث المفصل الاصطناعي احتكاكًا بأسطحه، مما يُغذي مستشعرات الحمل. ووفقًا للدراسات الأولية، لا يتطلب هذا الاحتكاك جهدًا بدنيًا كبيرًا. حتى المشي المنتظم يُولّد كمية كافية من الميكروواط لتغذية المستشعرات.

إن إنشاء أطراف صناعية أكثر متانة من شأنه أن يسمح للمرضى بتحسين نوعية حياتهم وطلب الرعاية العظمية بشكل أقل.

المعلومات موجودة على الصفحة: جامعة بينجهامبتون