Τεχνητούς μύες για παιδιά με εγκεφαλική παράλυση δημιούργησαν οι επιστήμονες

Παρασκευή, 08 Φεβρουαρίου 2019 12:39
UPD:12:39
University of Delaware
A- A A+

Της Ανθής Αγγελοπούλου

Μία ειδική συσκευή που θα βοηθά τα παιδιά με εγκεφαλική παράλυση να κινούν τα άκρα τους δημιούργησε επιστημονική ομάδα από το πανεπιστήμιο του Delaware στο Newark (UDel UD) των ΗΠΑ.

Η ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Delaware έχει λάβει περίπου 200.000 δολάρια σε χρηματοδότηση εκκίνησης για την ανάπτυξη μηχανής αστραγάλου του ποδιού για παιδιά με εγκεφαλική παράλυση (CP) ο οποίος περιλαμβάνει ένα νέο τεχνητό μυ.

Το στήριγμα αυτό αποτελεί την πρώτη συσκευή κάτω άκρου που έχει σχεδιαστεί για να διορθώνει την ευθυγράμμιση ή να παρέχει στήριξη χρησιμοποιώντας «έξυπνα υλικά» τύπου μαλακού μυός, γνωστά ως ενεργοποιητές ελαστομερούς διηλεκτρικού, που συστέλλονται ανταποκρινόμενα στο ηλεκτρικό ρεύμα.

UNIVERSITY OF DELAWARE

Οι τεχνητοί μύες είναι κατασκευασμένοι από ελαστικά υλικά και μιμούνται στενά τη λειτουργία του σκελετικού μυός του σώματος και μπορούν να βοηθήσουν τα παιδιά με εγκεφαλική παράλυση να κάνουν μια σειρά κινήσεων με τη δική τους δύναμη. Η συσκευή είναι ελαφριά, συμπαγής και αθόρυβη, μειώνοντας όσο χρειάζεται το μέγεθος της όρθωσης, αυξάνοντας ταυτόχρονα την ελευθερία κίνησης του χρήστη - μια τεράστια βελτίωση σε σχέση με τις βαρύτερες και πιο άκαμπτες τεχνολογίες που υπάρχουν.

Συνήθης κινητική διαταραχή η εγκεφαλική παράλυση στις ΗΠΑ

Η εγκεφαλική παράλυση (CP) είναι η συνηθέστερη κινητική διαταραχή σε παιδιατρικούς πληθυσμούς. Ένα στα 323 παιδιά στις Ηνωμένες Πολιτείες διαγιγνώσκεται με κινητική διαταραχή, με την πλειονότητα αυτών  να χρειάζονται πολλαπλές συσκευές καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής τους για να βελτιώσουν την κινητικότητά τους, σύμφωνα με το ερευνητικό ίδρυμα Cerebral Palsy Alliance Research.

Επιδότηση για την έρευνα και την καινοτομία

Η επιδότηση του QED έγινε από το Πανεπιστημιακό Κέντρο Επιστημών της Φιλαδέλφειας. Το QED είναι η συντομογραφία του  "quod erat demonstrandum", μια λατινική φράση που σημαίνει «και όμως αποδεικνύεται».

Η ομάδα του Κολλεγίου Επιστημών Υγείας του University of Delaware, Newark (UDel UD) περιλαμβάνεται μεταξύ των τεσσάρων ομάδων που έχουν επιλεγεί για χρηματοδότηση από τους 50 αιτούντες από 12 ιδρύματα στο Πρόγραμμα Proof-of Concept του QED, με σκοπό να βοηθήσουν τους ερευνητές να εμπορευματοποιήσουν το έργο τους. Η επιδότηση, που χρηματοδοτείται εξίσου μέσω του προγράμματος QED και του UD, θα χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη ενός πρωτοτύπου της ιατρικής συσκευής. Μια δεύτερη ομάδα με επικεφαλής τον βιοϋπολογιστή του UD, Lucas Lu, ο οποίος εργάζεται σε μια συσκευή για την ανίχνευση κυκλοφορούντων κυττάρων όγκου, ήταν επίσης φιναλίστ στο διαγωνισμό.

UNIVERSITY OF DELAWARE

Το χρηματοδοτούμενο έργο θα διοικείται από τον Ahad Behboodi, υποψήφιο διδάκτορα στο πρόγραμμα της βιοτεχνολογίας και της επιστήμης των μετακινήσεων του UD και κύριο ερευνητή του έργου.

Το πρόγραμμα co-PI περιλαμβάνει επίσης τους

Samuel Lee, σύμβουλο και αναπληρωτή καθηγητή Behboodi στο Τμήμα Φυσικοθεραπείας.

Martha Hall, διευθύντρια του εργαστηρίου καινοτομίας για το σχεδιασμό.

Elisa Arch, επίκουρη καθηγήτρια στο Τμήμα Κινησιολογίας και Εφαρμοσμένης Φυσιολογίας.

Prabhpreet Gill, συνεργάτη αδειοδότησης στο γραφείο μεταφοράς τεχνολογίας του Πανεπιστημίου, το οποίο στεγάζεται στο Γραφείο Οικονομικής Καινοτομίας και Συνεργασιών (OEIP).

Αξιοποιώντας την τεχνητή μυϊκή δύναμη

Ο κύριος στόχος των ορθωτικών συσκευών για παιδιά με κινητικές διαταραχές είναι η αύξηση ή η διατήρηση της κινητικότητας και της ανεξαρτησίας. Οι παραδοσιακές τεχνολογίες, ωστόσο, περιλαμβάνουν συνήθως ένα άκαμπτο πλαστικό κέλυφος που συγκρατεί το πόδι σε ουδέτερη θέση. Ενώ, αυτό διατηρεί το αστράγαλο και το πόδι σταθερό, δεν επιτρέπει κίνηση, η οποία μπορεί να προκαλέσει εξασθένηση των μυών και ατροφία από την αχρησία. Η νέα προτεινόμενη συσκευή της ερευνητικής ομάδας του UD είναι διαφορετική. Σύμφωνα με το Samuel Lee, μία τέτοια συσκευή μπορεί να βοηθήσει τα παιδιά με κινητικές διαταραχές και να ελαχιστοποιήσει αυτή την ατροφία, επειδή τώρα ο μυς περνά μέσα από μια σειρά κινήσεων.

UNIVERSITY OF DELAWARE

Για παράδειγμα, εάν ένα παιδί χρειάζεται βοήθεια για να σηκώσει τα δάχτυλα των ποδιών του, ώστε το πόδι του να καθαρίσει το έδαφος καθώς περπατά, η συσκευή μπορεί να βοηθήσει τους μπροστινούς μύες να σηκώσουν τον αστράγαλο. Οι ερευνητές δήλωσαν ότι μπορούν να φανταστούν το στήριγμα που χρησιμοποιείται και ως συσκευή άσκησης, όπου ο τεχνητός μυς μπορεί να αντισταθεί στις κινήσεις του παιδιού για να ενισχύσει ή να τεντώσει τους μυς ή να αυξήσει την εμβέλεια της κίνησης.

Προς το παρόν, η συσκευή μπορεί να βοηθήσει μόνο τις μυϊκές συσπάσεις του χρήστη, αλλά όπως λέει ο καθηγητής Behboodi είναι σε θέση στο μέλλον, να προσθέσουν λειτουργική τεχνολογία ηλεκτρικής διέγερσης, η οποία είναι ένας σημαντικός τομέας έρευνας στο εργαστήριο του Δρ. Lee, για να ενεργοποιήσουν και τους μυς, όταν χρειαστεί, κάτι που θα βελτίωνε το χρόνο και τη δύναμη της ενεργοποίησης των μυών, και το συντονισμό του χρήστη με τα πόδια του.

Πηγή: https://www.udel.edu/udaily/2019/february/grant-device-cerebral-palsy-science-center/ -  Karen B. Roberts

Προτεινόμενα για εσάς

Δημοφιλή