Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Revolution in der Prothetik

16.05.2002


Künstliche Hand aus dem Forschungszentrum Karlsruhe erstmals als Prothese am Patienten eingesetzt

Die Hand greift nach einer Flasche, einer Batterie oder einer Scheckkarte. Ein einzelner ausgestreckter Finger bedient die Tastatur eines Computers. Erst bei sehr genauem Hinsehen ist zu erkennen, dass der rechte Arm des Patienten eine Kunsthand statt einer natürlichen Hand trägt. Am 15. Mai 2002 wurde an der Orthopädischen Klinik der Universität Heidelberg erstmals ein Prothesenträger mit dem Prototyp einer im Forschungszentrum Karlsruhe entwickelten künstlichen Hand ausgestattet. Sie ist leicht, flexibel, sehr beweglich und fühlt sich natürlich an. Weltweit erstmalig können mit dieser Prothese auch die fünf wichtigsten Griffmuster realisiert werden.


Was vor kurzem noch Vision war, ist damit Wirklichkeit geworden: Ausgestattet mit einer neuartigen Technologie, so genannter Mikro-Fluidaktorik, ist die künstliche Hand leicht, flexibel und sehr beweglich. Beim Berühren fühlt sie sich natürlich an. Die Technologie wurde in den letzten Jahren von der Forschergruppe um Stefan Schulz im Institut für Angewandte Informatik des Forschungszentrums Karlsruhe entwickelt. Das einzelne Funktionselement, der Aktor, besteht aus einer Kammer, die über einen Steuerkanal mit Flüssigkeit befüllbar ist, also quasi hydraulisch arbeitet. Die Kammer verformt sich beim Befüllen und erzeugt dabei eine mechanische Bewegung.

"Die Handprothese ist aus vielen solcher Kammern aufgebaut, um ein umfassendes Bewegungsspektrum zu ermöglichen", erläutert Stefan Schulz. "Dazu wurden miniaturisierte Ventile, Sensoren und eine Druckerzeugungseinheit in die künstliche Hand integriert."

Ein wenig Konzentration ist für den Patienten am Anfang schon noch erforderlich: Sensoren am Armansatz der künstlichen Hand nehmen Muskelbewegungen aus dem Armstumpf auf, die über eine Mikroprozessor-Steuerung bestimmte Griffmuster einleiten. Fünf im alltäglichen Leben wichtige Handbewegungen können umgesetzt werden: Die Hand kann mit dem so genannten Pinzettengriff kleine Gegenstände wie Batterien oder Gummibärchen greifen, mit dem Zylindergriff eine Flasche kraftvoll umfassen und hochheben, mittels des Lateral-(oder Schlüssel-)griffs flache Gegenstände wie Scheckkarten aufnehmen und halten oder mit dem Hakengriff eine Tasche oder Tüte am Henkel tragen. Schließlich lässt sich der Zeigefinger ausstrecken und damit die Tastatur eines Computers oder ein Schalter bedienen.

Bisher kommerziell erhältliche Handprothesen sind den Patienten oft zu schwer und verfügen nur über eine Griffart, die zudem unnatürlich wirkt. Die neuartige Prothese auf der Basis der flexiblen Mikro-Fluidaktoren wiegt nur 860 Gramm (einschließlich Schaft, Akku, Schutzhandschuh und der fluidischen Teile). Mit einem speziellen Handschuh versehen sieht sie einer gewachsenen Hand zum Verwechseln ähnlich (einschließlich Fingernägeln) und fühlt sich auch natürlich an.

"Die Neuentwicklung ist ein deutlicher Fortschritt gegenüber bisherigen Prothesen", stellt Stefan Schulz fest. "Aber die Entwicklung geht natürlich weiter. Die Hand soll noch leichter werden und sich mit einer intelligenteren, lernfähigen Elektronik auf die Gewohnheiten der Träger einstellen können. Außerdem wollen wir eine Feed-Back-Funktion in die Prothese integrieren, mit der der Patient dann über eine Art Tastsinn verfügt." In den nächsten Monaten wird die neuartige Handprothese im täglichen Einsatz getestet.

Die Materialkosten für die Einzelteile der Hand sind relativ gering. In der Serienproduktion können die Kosten voraussichtlich in der Nähe derzeitiger Prothesen liegen. Bis dahin werden sicher noch ein bis zwei Jahre Entwicklungszeit nötig sein.

Inge Arnold | idw

Weitere Berichte zu: Handprothese Prothese

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Konfetti im Gehirn: Steuerung wichtiger Immunzellen bei Hirnkrankheiten geklärt
24.04.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

nachricht Stammzell-Transplantation: Aktivierung von Signalwegen schützt vor gefährlicher Immunreaktion
20.04.2017 | Technische Universität München

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: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

3. Bionik-Kongress Baden-Württemberg

24.04.2017 | Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für Netzleittechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact beteiligt sich an Berliner Start-up Unternehmen für Energiemanagement

24.04.2017 | Unternehmensmeldung

Phoenix Contact übernimmt Spezialisten für industrielle Kommunikationstechnik

24.04.2017 | Unternehmensmeldung