Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Prothese ermöglicht problemloses Treppen steigen und Fahrrad fahren

27.08.2002


Dr. Karl Hermann Staubach (li.) und Dr. Hans Grundei mit Martin, dem ersten Träger der neuartigen Prothese. Sie betrachten Knochen und Metallschaft, der in den Oberschenkel implantiert wird.


Die computergesteuerte Prothese ist über den Knochen direkt mit dem Stumpf verbunden.


Erstmals künstlicher Beinersatz direkt mit dem Knochen verbunden

... mehr zu:
»Beinersatz »Prothese

Eine neuartige Beinprothese, die Unfallopfern nach einer Amputation einen beinahe normalen Gang ermöglicht, wurde an der Klinik für Chirurgie der Universität zu Lübeck entwickelt. Das bundesweit Einmalige: Erstmals ist der künstliche Beinersatz fest mit dem Oberschenkelknochen verbunden.
Die so genannte Endo-Exo-Prothese wird per Adapter mit einem in den Knochen implantierten Metallschaft verankert und gewährleistet somit mehr Stabilität und eine bessere Kraftübertragung als herkömmliche Prothesen, deren Hülsen lediglich den Stumpf ummanteln. Erste Erfahrungen mit bisher drei Patienten bestärken die Wissenschaftler in ihrer Annahme, dass die gemeinsam mit der Lübecker Firma "Eska Implants" konstruierte Prothese gängigen Modellen weit überlegen ist.

Ein 20jähriger Mann, dem nach einem Motorradunfall der linke Unterschenkel und das Kniegelenk amputiert werden mussten, bewältigt mit seiner neuen, computergesteuerten Prothese problemlos den Tagesablauf eines Gesunden: Er arbeitet täglich acht Stunden, fährt Auto und Fahrrad, geht und steigt beschwerdefrei Treppen. "Ein solcher Alltag ist mit herkömmlichem Beinersatz kaum möglich. Zwischen der neuen Prothese und bisher verwandten Modellen liegen Welten", erklärt Priv.-Doz. Dr. Karl-Hermann Staubach, Unfallchirurg und Oberarzt an der Lübecker Klinik für Chirurgie (Direktor: Professor Dr. Hans-Peter Bruch). Bis zur Marktreife des neuen Verfahrens will er 12 Patienten behandeln.

Werden nach einem Unfall Muskulatur, Knochen und umliegendes Gewebe verletzt, bleibt trotz aller Behandlungsfortschritte oft nur eine Amputation der zerstörten Gliedmaßen. Um die eingeschränkte Lebensqualität zu verbessern, arbeiten Techniker und Wissenschaftler weltweit an der Entwicklung funktionstüchtiger Prothesen. Karlsruher Forscher haben kürzlich eine Kunsthand vorgestellt, deren Träger am Computer tippen oder kleinste und flache Gegenstände (Gummibären, Scheckkarte) greifen können.
Für Beinamputierte gibt es ähnliche Tendenzen: So steuern Mikroprozessoren künstliche Kniegelenke und eröffnen dem Patienten deutlich mehr Bewegungsspielraum. Das Problem aller Beinprothesen, erläutert Oberarzt Staubach, ist jedoch deren Befestigung. "Die Hülsen oder Köcher solcher Prothesen werden wie eine Hülle um den Stumpf gelegt. Beim Laufen wird der Druck dann auf die Weichteile und nicht wie bei Gesunden auf den Knochen übertragen."

Dieses Missverhältnis beinhaltet schwer wiegende Nachteile für den Prothesenträger:
  • Beim Gehen entsteht eine Hebelwirkung im Oberschenkel, die dem drei- bis vierfachen des Körpergewichts entspricht. Um diese Kraft vom Knochen auf den Köcher zu leiten, ist erheblich mehr Aufwand als bei einem gesunden Bein notwendig. Das beeinträchtigt das Gangbild sichtbar und führt schneller zu Ermüdungen.
  • Eine optimale Steuerung der Prothese ist nicht möglich. Das Bein "wackelt" - zumindest ein wenig - in der Hülle.
  • Der permanente Druck auf die Weichteile führt zu Hautrötungen und Geschwüren, die sich entzünden und das Tragen der Prothese vorübergehend unmöglich machen können.
  • Weichteile verändern sich, z.B. durch Muskel- oder Gewichtsverlust. Der Köcher muss neuen Situationen regelmäßig angepasst und entsprechend verändert werden.

"Bei vielen Amputierten", so Staubachs Fazit, "stehen die Prothesen oft über Wochen im Schrank, weil ihnen der Gebrauch zu viele Unannehmlichkeiten bereitet. Sie bewegen sich statt dessen mit Unterarmstützen oder Rollstuhl fort und nehmen die damit verbundenen Einschränkungen in Kauf."

Um den Betroffenen mehr Bewegungsfreiheit und größere Belastbarkeit zu ermöglichen, haben Staubachs Team und Dr. Hans Grundei, geschäftsführender Gesellschafter von "Eska Implants", die neue Prothese entwickelt. Die Innovation geht auf die seit einigen Jahren in der Zahnheilkunde gängige Implantattechnologie zurück. Dabei werden Titanstifte in den Kieferknochen eingesetzt, auf die anschließend die künstlichen Zähne gesteckt werden.

Die Besonderheit der neuen Endo-Exo-Prothese liegt darin, dass die Kraft des künstlichen Beines auf dem ursprünglichen Weg über den verbliebenen Oberschenkelknochen übertragen wird. Dazu wird in einer ersten Operation ein etwa 16 cm langer Metallschaft in den Oberschenkelknochen implantiert (Endoprothese). Dank seiner rauen Oberfläche verwächst das Metall sehr schnell mit körpereigenem Gewebe. Dies ermöglicht nach etwa sechs Wochen eine Grundstabilität, die mit herkömmlichen Prothesen nicht zu erreichen ist. In einer zweiten Operation wird am unteren Teil des Schaftes ein Anschlussstück für die Prothese angebracht, das frei aus dem Stumpf herausragt. Die Verbindung zwischen Metallschaft und Adapter wird mit einer Manschette abgedichtet, um das Eindringen von Keimen zu verhindern und damit die Gefahr einer Knocheninfektion zu minimieren. Zwei Wochen nach diesem Eingriff kann dann die eigentliche (Exo-) Prothese erstmals angeschlossen werden.

Hierbei handelt es sich um ein voll elektronisches, computergesteuertes System, das eine sehr gute Beweglichkeit des Trägers ermöglicht. Sensoren überwachen, in welcher Phase des Schrittes die Prothese sich gerade befindet und passen sich der Geschwindigkeit an. Wegrutschen, Einknicken o.ä. sind mit dem System nahezu ausgeschlossen. Das Adaptieren des künstlichen Beines mittels Sechskantschlüssel wird vom Patienten innerhalb weniger Sekunden selbst durchgeführt.

In der Erprobungsphase werden zunächst nur oberschenkelamputierte Unfallopfer mit dem neuen System versorgt. In den nächsten zwei Jahren sollen insgesamt 12 Patienten von den Lübecker Chirurgen behandelt werden. Erst danach will man über eine Ausweitung der Indikation auf andere Extremitäten oder bei anderen Krankheitsbildern (evtl. Diabetiker, Patienten mit Gefäßerkrankungen) nachdenken. Das Zulassungsverfahren für die neue Prothese, deren Kosten sich auf etwa 20 000 Euro belaufen und die noch keine Kassenleistung ist, läuft nach Angaben von Dr. Grundei bereits: "Wir rechnen damit, dass die Zertifizierung noch in diesem Jahr erfolgt. Interessenten aus den USA und Australien haben sich bereits gemeldet."

Rüdiger Labahn | idw

Weitere Berichte zu: Beinersatz Prothese

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neuer Ansatz gegen Gastritis
10.08.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Wenn Schimmelpilze das Auge zerstören
10.08.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

17.08.2017 | Physik Astronomie

Fake News finden und bekämpfen

17.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Effizienz steigern, Kosten senken!

17.08.2017 | Messenachrichten