Razvojem tehnologija, zajedničkim naporima dizajnera i liječnika već je moguće dati puni život bilo kojoj invalidnoj osobi, zamjenjujući bolesni ili izgubljeni organ s višenamjenskom protezom.
Biomehanika proučava kretanje živog organizma, kao i mehaničke procese u sustavima, organima i tkivima. Povijest ove znanosti započela je u davnim vremenima - prisjetimo se barem poznatog talijanskog liječnika po imenu Galen. Potomci su uživali u plodovima njegovih radova više od tisuću godina.
Vjeruje se da su se prve proteze pojavile u drevnoj Indiji i Egiptu. Naravno, bili su krajnje primitivni i nisu nadomjestili izgubljeni ud na najbolji način. Slične proteze uključuju gusarske kuke zajedno s drvenim panjevima.
U nekim su slučajevima nesretnici bili zadovoljni samo čisto kozmetičkim učinkom, na primjer, oko od stakla moglo je prikriti gubitak sadašnjosti, ali nije ispunilo svoje funkcije. Tek su se u 19. stoljeću pojavile obećavajuće ručne proteze, u kojima je zglob lakta savijen, prsti stisnuti i ne stisnuti.
Proboj biomehanike
Dvadeseto stoljeće dovelo je protetiku na viši stupanj razvoja. Liječnici prošlog stoljeća imali su priliku zamijeniti ne samo udove, već i unutarnje organe. Tako je 1937. godine pionir transplantacije V. P. Demikhov implantirao umjetno srce psu. Unatoč činjenici da životinja nije dugo živjela, održivost same ideje potvrđena je. Ovih dana umjetne arterije, ventili i srca dolaze u širokom rasponu dizajna.
Promotivni video:
Sada diljem svijeta liječnici izvode brojne operacije ugradnje slušnih pomagala i umjetne leće za oči, fuziju slomljenih kostiju i zamjenu istrošenih zglobova. Čovječanstvo je na pragu rješavanja takvih problema kao što su stvaranje umjetnih organa i udova sposobnih za potpuno vraćanje svih prethodno izgubljenih funkcija.
Mehanički ud
U prošlom stoljeću neke su se tehnologije razvile tako da su stvoreni manipulatori, čija sposobnost premašuje fizičke mogućnosti ljudske ruke. Pod kontrolom mikroprocesora, oni se dugo koriste u industriji. Naravno, nastala je ideja stvaranja savršenih mehaničkih ruku i nogu.
Danas s punim povjerenjem možemo reći da su se stvari pomaknule s tla. Britanska tvrtka Touch Bionics s pravom se smatra pionirom u razvoju jedinstvenih bionskih proteza. Uz potporu vlade, izrađivala je proteze za veterane, a od 2007. godine tvrtka se preselila u komercijalni sektor s markiranom linijom udova.
Proteze izrađene od Touch Bionics sadrže posebne senzore. Oni bilježe najslabiji električni impuls koji proizlazi iz kontrakcije mišića tog dijela udova koji je uspio preživjeti. Proteza reagira na rad mišića i izvodi programirane pokrete. Nakon neke vježbe pacijent slobodno pomiče prste, hvata predmete i prilagođava silu kompresije.
Američki znanstvenici koji rade na Sveučilištu Johns Hopkins također su postigli impresivne rezultate. Njihov pacijent, koji je prije 40 godina izgubio obje ruke, bio je u stanju izvoditi jednostavne pokrete uz pomoć proteza - uzeli šalicu ili novine, prebacili TV kanale na daljinski upravljač.
Ipak, mioelektrična tehnologija ima svoje nedostatke. Nedostatak komunikacije s živčanim sustavom omogućuje vam obavljanje samo programiranih akcija. Znanstvenici iz Švedske sa Tehnološkog sveučilišta Chalmers bore se protiv ovog problema. Ovdje se stvaraju bionski udovi koji su kontrolirani miješanim principom: dijelom pomoću mioelektričnih metoda, a dijelom hvatanjem električnih signala iz živčanog sustava. Potonje se postiže pomoću elektroda koje su implantirane u tijelo. Ova tehnologija omogućava intuitivno upravljanje protezom.
Istodobno, znanstvenici širom svijeta rade na izradi proteza za noge. Ti umjetni udovi ne trebaju mehanizme za fine motoričke sposobnosti pokreta, ali ovdje postoje i neke nijanse: osoba mora zaboraviti da ima protezu. Taj rezultat još nije postignut, ali ipak ima određenog napretka. S protetskim nogama ljudi su već napravili više kilometara pješačenja, prošetali gornjim katovima najviših nebodera, jednom riječju, učinili su ono što čak ni neki zdravi ljudi nisu mogli.
Ponovno pogledajte svijet
Razviti uređaj koji može zamijeniti ljudski vid najteži je zadatak. Još je udaljen dan kada će se pojaviti uređaj koji će čovjeku u potpunosti nadoknaditi gubitak vida, ali u tom su smjeru već poduzeti određeni koraci. Umjetno mrežnica se aktivno razvija. Bolest ovog određenog organa najčešće postaje uzrok gubitka vida.
Američki istraživači već su predstavili uređaj pod nazivom "Argus 2", koji bi mogao postati prototip prvog bionskog oka. Naočale s ugrađenom kamerom šalju signal računalu instrumenta. Tamo se obrađuje i prenosi u prijemnik, gdje se transformira u naredbu za elektrode implantirane u oko. Elektrode stimuliraju stanice u vidnom živcu i mrežnici, što omogućuje obnavljanje vida.
Moderni Argusovi modeli imaju samo 60 elektroda, što je izuzetno malo. No čak je i takav uređaj tijekom kliničkih ispitivanja omogućio potpuno slijepim osobama da se kreću po prostoru i čitaju velika slova. Američki će znanstvenici povećati razlučivost stvorenog aparata i, u konačnici, postići obnovu vida za 100 posto.
Nano Retina ima svoj pristup rješavanju ovog problema. Njeni stručnjaci razvili su svojevrsni senzor rezolucije 24X24 piksela, koji je povezan izravno s optičkim živcem. Implantat se napaja kroz posebne naočale koje na njega projiciraju infracrveno zračenje. Implantat pretvara podatke o pikselima u električne impulse, što omogućava mozgu da to analizira.
Opisani sustav još nije prošao klinička ispitivanja, ali prema proračunima programera, pokazat će dobre rezultate, a bit će ga mnogo lakše implementirati nego Argusov model.
S vremenom će se bionske proteze pretvoriti u svakodnevnu stvarnost, a ovo je već prvi korak prema nastanku kiborga - jedinstvene kombinacije stroja i čovjeka. Ali to će biti potpuno drugačija priča.