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Un rivoluzionario impianto conferisce destrezza e tatto alla mano protesica

Gli scienziati hanno posizionato un dispositivo nel braccio di un amputato sotto il gomito per collegare una mano artificiale ai nervi e ai muscoli. Ciò fornirà sensazioni tattili e un migliore controllo dei movimenti.

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Progressi scientifici

© LightField Studios, Shutterstock

Negli ultimi anni ci sono stati significativi sviluppi tecnologici nelle protesi. Tuttavia, le protesi artificiali hanno dei limiti nell’esecuzione di attività quotidiane in cui le loro risposte sensoriali offrono scarsa funzionalità. Grazie al progetto DeTOP, finanziato dall’UE, gli scienziati hanno sviluppato un nuovo dispositivo impiantato che consente l’uso di una mano protesica clinicamente vitale, agile e senziente nella vita reale.

Come sintetizzato in un articolo sul sito web del progetto, dopo un intervento chirurgico d’avanguardia, una paziente svedese è stata la prima a ricevere una protesi al titanio «nelle due ossa dell’avambraccio (radio e ulna), da cui sono stati collegati elettrodi ai nervi e ai muscoli per estrarre segnali in modo da controllare la mano robotica e fornire sensazioni tattili».

Nel medesimo articolo si sottolinea che le tradizionali «mani protesiche si basano su elettrodi posizionati sulla pelle per estrarre i segnali di controllo dai muscoli del moncone sottostante. Questi elettrodi superficiali forniscono segnali limitati e inaffidabili che consentono solo il controllo di un paio di movimenti grossolani (apertura e chiusura della mano)». Fa inoltre rilevare che le attuali mani artificiali «non forniscono sensazioni tattili o cinestetiche, quindi l’utente può contare solo sulla vista durante l’utilizzo della protesi». Ciò limita la capacità dell’utente di comprendere la forza della sua presa. «Informazioni più ricche e più affidabili possono essere ottenute impiantando elettrodi in tutti i muscoli restanti nel moncone». Nella paziente svedese, sono stati collegati in tutto 16 elettrodi ai nervi diretti alla mano mancante.

Una volta impiantati gli elettrodi con questa tecnica, «i ricercatori possono stimolare elettricamente questi nervi in una maniera simile alle informazioni trasmesse dalla mano biologica». In questo modo, il paziente può percepire «le sensazioni originate dalla nuova mano protesica» con l’aiuto di «sensori che guidano la stimolazione del nervo per fornire tali sensazioni».

Dal laboratorio alla vita quotidiana

Il partner del progetto Integrum AB e la Chalmers University of Technology hanno precedentemente dimostrato che il controllo di una protesi simile nella vita quotidiana era possibile in amputati sopra il gomito, come viene dimostrato in questo video. L’articolo DeTOP riporta le sfide legate al processo: «Queste capacità non erano possibili per gli amputati sotto il gomito dove ci sono due ossa più piccole invece che una più grande, come nella parte superiore del braccio. Ciò ha posto diverse sfide nello sviluppo del dispositivo impiantato. D’altra parte, offre anche l’opportunità di ottenere maggior destrezza rispetto ad una protesi artificiale. Questo perché molti più muscoli sono disponibili per estrarre i comandi neurali nelle amputazioni sotto il gomito».

Secondo l’articolo, la paziente è attualmente sottoposta a un programma di riabilitazione per rafforzare le sue ossa dell’avambraccio. Sta anche riapprendendo come controllare la sua mano mancante, grazie all’uso della realtà virtuale, prima di utilizzare completamente la mano protesica vera e propria. Altri due pazienti in Italia e Svezia sono in attesa di questo intervento chirurgico di impianto.

Il progetto DeTOP (Dexterous Transradial Osseointegrated Prosthesis with neural control and sensory feedback) in atto «si rivolge alle persone con capacità senso-motorie della mano ridotte o assenti a causa di un’amputazione», come dichiarato su CORDIS. E continua: «Il cuore del sistema è un gateway uomo-macchina osteointegrato (OHMG), in grado di creare collegamenti bidirezionali tra una protesi umana e una robotica».

Per maggiori informazioni, consultare:
sito web del progetto DeTOP