Lundi 13 octobre 2014.- Deux équipes de chercheurs d'universités suédoises et américaines ont développé des prothèses bioniques qui permettent aux amputés une liberté de mouvement et un toucher similaires à ceux des membres naturels. Les résultats des deux enquêtes sont publiés dans Science Translational Medicine.
L'un de ces développements a consisté en un prototype de main bionique qui parvient à retrouver la sensation de toucher. La recherche a été dirigée par Max Ortiz-Catalan, un chercheur mexicain travaillant dans le groupe des signaux et systèmes biomédicaux de l'Université de technologie de Chalmers, à Göteborg, en Suède.
Ortiz et son équipe ont réalisé que Magnus, un patient avec le bras amputé au-dessus du coude, peut retourner au travail en tant que chauffeur de camion et ses autres activités quotidiennes avec cette prothèse d'intégration osseuse, créée par Rickard Brånemark, de l'hôpital universitaire Sahlgrenska, et l'un des auteurs de l'étude.
Comme l'explique Ortiz-Catalan, "le patient a maintenant une amplitude de mouvement complète, la prothèse fonctionne par tout type de temps, peut effectuer des manœuvres violentes sans que le bras artificiel ne soit activé involontairement et aucun composant n'exerce de pression sur la peau. Quelque chose qui n'était pas possible avec la technologie prothétique conventionnelle. "
Le bras artificiel est directement connecté au squelette pour plus de stabilité. Le système de contrôle biologique de l'être humain, composé de muscles et de nerfs, interagit avec la machine par le biais d'électrodes neuromusculaires. "Cela crée une union intime entre le corps et la machine", ajoute l'expert.
Pour Ortiz-Catalan, la probabilité que l'intégration osseuse entraîne un rejet est très faible. "La biocompatibilité des matériaux que nous avons utilisés est élevée et ils sont utilisés depuis des années dans différentes applications chez l'homme, donc la possibilité de rejet est la même que celle des implants dentaires."
Le chercheur voit dans cette technologie une étape importante vers un contrôle plus naturel des prothèses de membre. "Ce n'est plus de la science-fiction, c'est une réalité très tangible pour le patient, et ce le sera pour les personnes que nous soignons à partir de la fin de l'année."
L'une des plus grandes réalisations du développement a été de s'assurer que cette sensation tactile soit maintenue pendant les deux années de l'enquête. Cela a été possible grâce aux électrodes qui relient la main bionique au bras et au cerveau.
Ces électrodes ont pour fonction de détecter la pression exercée par l'objet au contact de la prothèse. Ces informations sont envoyées au cerveau converties en impulsions électriques, grâce à des algorithmes conçus par les chercheurs et permettent également de connaître la localisation des objets.
Les scientifiques disent que l'un des patients, Igor Spetic, a toujours provoqué des frissons. Après avoir touché aveuglément une boule de ce matériau avec la prothèse, il a remarqué comment ses cheveux se hérissaient. "J'ai immédiatement su qu'il s'agissait de coton", explique Spetic.
Pour sa part, Keith Vonderhuevel, un autre patient de l'étude, a pu extraire les tiges de raisins et de cerises qu'il tenait aveuglément. "Notre objectif n'est pas seulement de restaurer la fonctionnalité, mais de créer une reconnexion avec le monde", explique Dustin Tyker, professeur de biomédecine à l'université américaine et auteur principal.
Compte tenu de l'amélioration de leurs patients et de la prolongation des effets de la prothèse, les chercheurs espèrent que la méthode pourra être utilisée à vie et implantée à grande échelle dans les 5 ans. "Cette technologie pourrait également être utilisée dans les jambes prothétiques qui reconnaissent différents types de sols et s'adaptent aux surfaces irrégulières", disent-ils.
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L'un de ces développements a consisté en un prototype de main bionique qui parvient à retrouver la sensation de toucher. La recherche a été dirigée par Max Ortiz-Catalan, un chercheur mexicain travaillant dans le groupe des signaux et systèmes biomédicaux de l'Université de technologie de Chalmers, à Göteborg, en Suède.
Ortiz et son équipe ont réalisé que Magnus, un patient avec le bras amputé au-dessus du coude, peut retourner au travail en tant que chauffeur de camion et ses autres activités quotidiennes avec cette prothèse d'intégration osseuse, créée par Rickard Brånemark, de l'hôpital universitaire Sahlgrenska, et l'un des auteurs de l'étude.
Comme l'explique Ortiz-Catalan, "le patient a maintenant une amplitude de mouvement complète, la prothèse fonctionne par tout type de temps, peut effectuer des manœuvres violentes sans que le bras artificiel ne soit activé involontairement et aucun composant n'exerce de pression sur la peau. Quelque chose qui n'était pas possible avec la technologie prothétique conventionnelle. "
Toutes sortes de tâches
Le scientifique souligne également qu '"après la chirurgie, le patient a pu effectuer toutes sortes de tâches, depuis conduire son camion jusqu'à ramasser des œufs ou attacher les patins de ses enfants. Aller au-delà du laboratoire pour permettre au patient de faire face aux défis de Le monde réel est la plus grande contribution de ce travail ", dit-il.Le bras artificiel est directement connecté au squelette pour plus de stabilité. Le système de contrôle biologique de l'être humain, composé de muscles et de nerfs, interagit avec la machine par le biais d'électrodes neuromusculaires. "Cela crée une union intime entre le corps et la machine", ajoute l'expert.
Pour Ortiz-Catalan, la probabilité que l'intégration osseuse entraîne un rejet est très faible. "La biocompatibilité des matériaux que nous avons utilisés est élevée et ils sont utilisés depuis des années dans différentes applications chez l'homme, donc la possibilité de rejet est la même que celle des implants dentaires."
Le chercheur voit dans cette technologie une étape importante vers un contrôle plus naturel des prothèses de membre. "Ce n'est plus de la science-fiction, c'est une réalité très tangible pour le patient, et ce le sera pour les personnes que nous soignons à partir de la fin de l'année."
Main tactile bionique
L'autre travail, réalisé par un groupe de Case Western Reserve University dans l'Ohio, aux États-Unis, a consisté à récupérer la sensation de toucher chez deux patients amputés par l'implantation de prototypes de mains bioniques.L'une des plus grandes réalisations du développement a été de s'assurer que cette sensation tactile soit maintenue pendant les deux années de l'enquête. Cela a été possible grâce aux électrodes qui relient la main bionique au bras et au cerveau.
Ces électrodes ont pour fonction de détecter la pression exercée par l'objet au contact de la prothèse. Ces informations sont envoyées au cerveau converties en impulsions électriques, grâce à des algorithmes conçus par les chercheurs et permettent également de connaître la localisation des objets.
Les scientifiques disent que l'un des patients, Igor Spetic, a toujours provoqué des frissons. Après avoir touché aveuglément une boule de ce matériau avec la prothèse, il a remarqué comment ses cheveux se hérissaient. "J'ai immédiatement su qu'il s'agissait de coton", explique Spetic.
Pour sa part, Keith Vonderhuevel, un autre patient de l'étude, a pu extraire les tiges de raisins et de cerises qu'il tenait aveuglément. "Notre objectif n'est pas seulement de restaurer la fonctionnalité, mais de créer une reconnexion avec le monde", explique Dustin Tyker, professeur de biomédecine à l'université américaine et auteur principal.
Pour toute la vie
De plus, les deux patients souffraient de douleurs fantômes dans la zone amputée depuis la perte du membre. Spetic a défini cette sensation "comme une vis à travers le poing fermé". Les auteurs soulignent également que la douleur a disparu presque complètement lorsque les patients ont retrouvé la sensation de toucher.Compte tenu de l'amélioration de leurs patients et de la prolongation des effets de la prothèse, les chercheurs espèrent que la méthode pourra être utilisée à vie et implantée à grande échelle dans les 5 ans. "Cette technologie pourrait également être utilisée dans les jambes prothétiques qui reconnaissent différents types de sols et s'adaptent aux surfaces irrégulières", disent-ils.
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