Технологии протезирования зубов в стоматологии
Главный редактор сайта:
Снитковский Аркадий Александрович
Главный врач профессорской стоматологии “22 Век”, врач — стоматолог, врач стоматолог-ортопед
Автор статьи:
Научный коллектив стоматологии “22 Век”
Врачи-стоматологи, кандидаты и доктора медицинских наук, профессора
Протезирование зубовВ современной стоматологической клинике протезирование зубов является важной частью их лечения. Новые технологии расширяют возможности применения различных материалов для решения проблем восстановления эстетических и функциональных параметров, которые с каждым годом всё лучше.
Особенности зубного протезирования
Каждый вид протезирования зубов имеет свои особенности.
- Передний отдел зубов требует большого внимания к эстетической стороне, а также максимально сжатых сроков. Современные методики позволяют на временных конструкциях выбрать форму и цвет зубов индивидуально для каждого пациента.
- Протезирование жевательных зубов сосредоточено на функциональной стороне вопроса. Здесь предпочтение отдаётся конструкциям с повышенной прочностью, выдерживающим большую нагрузку, важно воссоздать анатомические особенности жевательной поверхности, именно они обеспечивают оптимальное пережевывание пищи. Для реставрации жевательной группы зубов мы применяем: металлокерамические коронки, коронки на основе диоксида циркония, керамические вкладки.
Виды протезирования зубов
Какие же виды бывают и чем они отличаются друг от друга? Стоматология делит зубопротезирование на три категории: несъемное, частично-съемное, съемное и условно-съёмное.
Несъемные зубные протезы это:
- Вкладка – это микровставка в полость зуба, заменяющая пломбу, изготовленная в лаборатории по индивидуальным слепкам, как правило, из керамики. Вкладки обладают максимальной точностью прилегания, прочностью и высокой эстетикой. В отличие от обычной пломбы, керамическая вкладка, более долговечна и абсолютно незаметна на зубах. Виниры
- Виниры — тончайшие керамические пластинки, покрывающие внешнюю зубную поверхность. Как правило, данный вид несъемного зубного протезирования используются в зоне улыбки с целью коррекции формы и цвета зубов.
- Люминиры — ультратонкие пластинки из керамики, с помощью которых зубное протезирование не требует предварительной серьезной обработки зубов. При этом существуют явные минусы – хрупкость конструкции, плохая фиксация, толщина зуба может казаться не естественной, так как объём натуральных тканей не изменился.
- Коронка — колпачок, заменяющий коронку зуба и имитирующий ее естественную форму. Самый распространенный вариант данного типа зубопротезирования.
- Мостовидный протез — конструкция из нескольких искусственных зубных коронок, фиксирующаяся на естественных зубах.
- Зубной имплантат — титановый «корень», вживляемый в кость на место отсутствующего зуба, на который устанавливается искусственная коронка.
Частично-съемные или полностью съемные зубные протезы.
К ним относят:- Пластиночные протезы — протез из акрилового или нейлонового базиса с расположенными на нем искусственными зубами. Может быть полностью съемным и опираться на слизистую оболочку беззубых участков, челюстей и неба. А также – частично-съемным с фиксирующими элементами на естественные зубы.
- Бюгельные протезы — протезы с металлическим каркасом, в которые входят удерживающие и разгружающие конструкцию приспособления, дуги и искусственные зубы.
Условно-съемное протезирование:
- Винтовая фиксация коронки на имплантат — абатмент является каркасом коронки, крепятся такие коронки винтом, через технологическое отверстие в керамической облицовке, которое в дальнейшем закрываемое композитным материалом.
- Телескопическая фиксация — состоит из двойных коронок: одна коронка фиксируется на абатмент, другая находится в теле протеза.
- Протезирование с помощью приклеивания протеза к опорным зубам или опускание конструкции в специальные пазы опорных зубов с дополнительной фиксацией цементирующим материалом.
Каждый вид протеза и метод зубопротезирования решает определенную функциональную и эстетическую задачу, начиная с некрасивого цвета зубов и заканчивая полным их отсутствием.
Технология и методы проведения протезирования зубов
Технология протезирования зубов не стоит на месте, она постоянно развивается, появляются все более продвинутые методики и самые современные материалы. Современные технологии и методы предполагают повсеместное использование компьютеров на всех этапах от диагностики (снятие 3D-рентгеновских снимков) до изготовления и установки конструкций, например, CAD/CAM система, позволяющая изготавливать высокоточные ортопедические конструкции по компьютерным 3D-моделям методом выпиливания на фрезерном станке из высокопрочной керамики. Все виды протезирования включают в себя лабораторные этапы, однако благодаря новейшим технологиям и методам сегодня зубопротезирование возможно за одно посещение врача, когда конструкция изготавливается не техником в лаборатории, а специальным ультрасовременным и быстродействующим станком, моделирует протез на котором сам врач.
Подготовка зубов к протезированию
Профессиональная чистка зубовПеред изготовлением и установкой протезов должна быть проведена тщательная подготовка. Сначала нужно решить все текущие проблемы полости рта, такие как кариес или болезни десен. Если же какие-то хронические заболевания не поддаются полному излечению, необходимо перевести их в стадию ремиссии. Такая процедура, как профессиональная чистка зубов, потребуется в любом случае. Перед эстетическим микропротезированием винирами или люминирами желательно сделать отбеливание. Также протезирование может потребовать предварительного ортодонтического лечения, например, если наблюдается сильный дефект прикуса или не хватает места для установки имплантата.
Сроки протезирования зубов
Сколько времени занимает протезирование зубов? Здесь два основных критерия подсчета: вид протезирования и необходим ли перерыв между основными этапами процедуры. Протезирование зубов на имплантах относится к более длительному лечению, так как между вживлением имплантата и установкой на него постоянной коронки может пройти несколько месяцев (от четырех до шести), необходимых на приживление титанового корня. Затем требуется установка формирователя десны, абатмента и только затем коронка. При этом, установка керамической вкладки потребует двух посещений стоматолога с перерывом, необходимым для изготовления конструкции в лаборатории. Однако сегодня все большее число клиник обзаводятся последними моделями фрезерных станков с возможностью моментального изготовления ортопедических конструкций по компьютерным 3D-моделям слепков. Таким образом, сроки протезирования зубов сокращаются к минимуму времени. Зубопротезирование как съемное, так и несъемное подразумевает изготовление конструкции в лабораторных условиях по индивидуальным слепкам. Во всех случаях, чтобы поставить протез, пациенту необходимо будет прийти к стоматологу по крайней мере 3 раза. В первый раз проводится диагностическое исследование, осматривается полость рта, делается слепок, и если необходимо, проводится лечение. В последующие приемы врач примеряет протез, корректирует.
Стоимость протезирования зубов
Цены в Москве довольно различны и зависят от множества факторов: объема и сложности работ, выбранной методики лечения и используемых материалов. Одно дело, если необходимо возместить потерю одного зуба, и совсем другое, если отсутствуют все. Дороже всего протезирование на имплантатах, наиболее низкая стоимость – у съемных протезов из пластмассы, в частности у акриловых. Стоимость в стоматологических клиниках колеблется в широком диапазоне от эконом-класса, доступного очень многим пациентам, до класса-люкс. Конечный выбор протеза для зубов напрямую зависит от проблемы пациента и наиболее оптимального способа ее решения.
Дата публикации: 1 мая 2022 г.Последнее обновление: 5 мая 2022 г.
© 2022 Профессорская стоматология “22 Век”. Все права защищены.
Современные технологии протезирования зубов — полезная информация от врачей стоматологии доктора Фролова
Одна из задач, с которой сталкивается индустрия лечения зубов – протезирование, то есть замена либо не могущего выполнять свои функции зуба на искусственную конструкцию. Либо заполнение пустоты на месте потерянного (удаленного) зуба. Причем протезирование зубов преследует не только эстетические цели – восстановление нагрузки на челюсть в том месте, где до момента установки протеза не было зуба позволяет остановить процессы растворения кости, а в ряде случаев – нормализовать прикус.
Способов протезирования множество – в зависимости от надежности крепления протеза, его долговечности и внешнего вида, а также количества зубов, которые он заменяет цены на протезирование зубов разнятся очень сильно. Так, простейшие косметические протезы или виниры (пластинки) стоят не так дорого. Но и срок их службы невелик – периодически их нужно менять. А вот импланты, которые на специальных резьбовых шпеньках вживляются в челюсть – куда долговечней. Более того, именно с ними возможно протезирование зубов без обточки – потерянный зуб просто заменяется искусственным, который ни по внешнему виду, ни по свойствам (прочность даже выше) не отличить от настоящего.
Итак, что может предложить современная стоматология тем, кто потерял часть зубов или все зубы? Условно принято делать все протезы на два типа – съемные и несъемные. Первый тип обычно более дешевый, хотя некоторые варианты несъемного протезирования могут служить долгие годы. Все без исключения съемные протезы, которые предлагает нам современное лечение зубов, могут быть сняты самостоятельно – а время сна или проведения лечебных процедур с пораженными участками ротовой полости. К протезам съемного типа относят широкий спектр бюгельных конструкций, а также косметические протезы (вроде те же виниров, только попроще). Впрочем, виниры стоит снимать лишь у врача – поэтому они относятся к переходному типу протезов – золотой середине между прочностью несъемных вариантов и доступностью по цене съемных протезов.
Съемные протезы
Преимущества съемных протезов – не только доступная цена, но и почти полное отсутствие противопоказаний к их установке: после того как проведено удаление зубов, протезирование с помощью тех же бюгельных протезов может быть проведено любому.
Бюгельные протезы, как следствие, являются одними из самых распространенных. Они представляют собой сложную каркасную конструкцию, форма которой обеспечивает равномерную нагрузку на здоровые зубы, челюсть и слизистую во время жевания или просто надавливания. На каркасе располагаются искусственные зубы, восполняющие недостатки в зубном ряду. Первые бюгельные протезы травмировали соседние (опорные) зубы. Современный протез на базе бюгеля весьма отличается от своих предков – это незаметный каркас, который если и опирается на здоровых «соседей» то только в том случае если на них надеты защитные коронки.
Пластинчатые протезы и мостовидные сходны по конструкции. Вот только мост устанавливается в случаях, когда ему есть на что опереться, а пластинчатый вариант может устанавливаться даже при отсутствии опорных зубов.
Несмотря на достаточную (в повседневной жизни) фиксацию бюгельного, пластинчатого и мостовидного протеза, они довольно легко снимаются сами владельцем или врачом.
Снимать же их приходится довольно часто – они требуют ухода, чистки, да и слизистая под съемными протезами нуждается в профилактике.Несъемные протезы
Несъемные протезы несравненно более прочны и долговечны. Более того, самостоятельно снять их невозможно – да и врач потратит немало времени на то, чтобы «демонтировать», например, коронку.
Ключевыми моментами, определяющими долговечность несъемного протеза, являются: способ крепления, материал, из которого изготовлены искусственные зубы и количество зубов, которые заменены на искусственные.
Особенно важны первые два пункта. Настоящую революцию принесла в протезирование зубов металлокерамика. В отличие от металла и пластика, металлокерамические протезы ничем не отличаются от настоящих зубов. Более того, металлокерамика не впитывает влагу, не вызывает аллергических реакций да и прочностные характеристики у неё на высоте.
Самый надежный способ крепления протеза – вживление в надкостницу (как в случае с имплантами). Однако сделать это не всегда представляется возможным, поэтому несъемные протезы могут жестко крепиться как к соседям (увы, про протезирование без обточки тут придется забыть), так и к остаткам зуба – зубная коронка, которая держится на корне, предварительно обточенном и очищенном.
Современное протезирование зубов новые технологии
Уже давно стало нормой то, что каждый год появляются какие-то научные открытия, которые обязательно находят свою нишу в различных сферах жизни. И это очень хорошо, ведь современные, новейшие методы протезирования зубов являются более надёжными, качественными и функциональными. Поэтому люди с проблемами целостности зубного ряда могут получить отличный результат, по внешнему виду и свойствам, приближенный к настоящим зубам. Современное протезирование зубов при отсутствии зубов направлено не только на восстановление возможности жевать, но и на максимальные визуальные характеристики.
Конечно, это позволяет людям перестать смущаться своих проблем. Все пациенты, за редким исключением перед протезированием нуждаются в лечении различный заболеваний полости рта. Современное протезирование зубов начинается с осмотра полости рта. После осмотра врача-стоматолога пациенту назначают панорамный снимок или компьютерную томографию зубов, позволяющие увидеть все скрытые очаги деминерализации твердых тканей зубов, состояние корней зубов, их расположение, состояние челюстных костей. Все это позволит поставить точный диагноз и составить предварительный план лечения. От того, на сколько правильно составлено и выполнено предварительное лечение перед протезированием , зависит успех самого протезирования.
Применение новейших конструкций протезов, использование для их изготовления лучших материалов и современных технологий и при этом если пациент был плохо подготовлен, то можно и не получить желаемого результата и это может отразится на отдаленных результатах протезирования. Следовательно, предварительную терапию, нужно рассматривать как самый важный начальный этап, обеспечивающий успех ортопедического лечения.
Предварительная подготовка полости рта включает в себя санацию полости рта: удаление наддесневых и поддесневых зубных отложений для более точного определения цвета будущей конструкции, лечение заболеваний слизистой оболочки, кариеса и его осложнений, удаление зубов и корней зубов, не подлежащих лечению.
Поражения зубов
Одной из самых распространенных форм поражения зубного аппарата является дефекты коронок зубов. В зависимости от степени разрушения коронковой части зубов их можно восстановить:
1) вкладками (при незначительном дефекте коронковой части)
2) искусственными коронками (при значительном разрушении коронковой части)
3) штифтовой культевой вкладкой и искусственной коронкой (в случае полностью разрушенной коронковой части)
Следует помнить что длительно существующие дефекты коронковой части зубов могут привести к деформации зубного рядом и как следствие изменению функций жевательных мышц и височно-нижнечелюстных суставов, перегрузке других функциональных групп зубов, что может привести к их потере.
Другой распространенной формой поражения зубного аппарата является изменение эстетических свойств фронтальных зубов. Для восстановления эстетических свойств фронтальных зубов используют:
1) виниры — позволяют исправить незначительные повреждения в области фронтальных зубов – трещины, межзубные щели, сколы, неровные края, форму и цвет зубов)
2) люминиры на зубы — в отличие от виниров не требуют препарирования зубов, но позволяют только скорректировать цвет зубов, что делает вашу улыбку здоровой и белоснежной.
И наконец, одна из самых распространенных проблем – частичное отсутствие зубов. Потеря зубов может быть вызвана различными причинами: кариесом и его осложнениями, пародонтозом, пародонтитом, травмой, операциями по поводу различных новообразований.
Симптомы при частичной потере зубов:
1) Нарушение эстетических норм
2) Нарушение функции жевания, речи
3 ) Изменение черт нижней трети лица
4) Наличие дефекта, нарушение непрерывности зубного ряда.
5) Перегрузка отдельных групп зубов
6) Деформации зубных рядов
7) Изменение функций жевательных мышц и височно- нижнечелюстных суставов
В современной стоматологии существует множество методов лечения при частичном или полном отсутствии зубов.
1) Пластиночный протез – съемный протез , применяется как при полном отсутствии зубов так и при частичном. Современные пластиночные протезы изготавливаются из нетоксичных пластмасс с высокоэстетичными искусственными зубами.
2) Нейлоновый протез – съемный протез, применяется при полном или частичном отсутствии зубов. Эти протезы легкие, гибкие, обладают высокой эстетикой. Материал из которого изготавливается нейлоновый протез обладает гипоаллергенными свойствами и хорошо подходит для людей у которых аллергия на пластмассу
3) Бюгельный протез – применяется при частичном отсутствии зубов. На сегодняшний день является одним из самых эффективных и удобных протезов в сравнении с другими съемными протезами.
4) Мостовидный протез – несъемная конструкция, замещающая малые и средние дефекты зубного ряда.
5) Имплантация зубов в Москве с последующей фиксацией искусственной коронки – самый современный и эффективный метод лечения как частичного так и полного отсутствия зубов. Установка имплантата с последующей фиксацией искусственной коронки не требует обтачивания соседних зубов, и полноценно восстанавливает функцию и эстетику отсутствующего зуба.
Если у вас есть опасения, что целостность вашего зубного ряда невозможно будет восстановить, то отбросьте все страхи! Наши специалисты смогут решить самые сложные проблемы , и подарить вам красивую улыбку.
Новые технологии в стоматологии — современное протезирование
Сегодня стоматолог может предложить пациенту современные способы лечения, протезирования и имплантации, которые позволяют решить проблему быстро и безболезненно. И новые зубы внешне не будут ничем отличаться от настоящих.
Консультация врача
Вы можете получить консультацию необходимого специалиста онлайн в приложении Доктис
Лаборатория
Вы можете пройти комплексное обследование всех основных систем организма
- 3D–сканирование в стоматологии
- Имплантация зубов по шаблонам
- Одномоментной имплантацией
- Наращивание костной ткани для имплантации
- Коронка на 3D-принтере
- Брекеты и элайнеры
Новые технологии в стоматологии
Сегодня в некоторых клиниках, прежде, чем поставить зубные протезы и имплантаты, вместо традиционных гипсовых слепков применяют 3D–сканирование.
Какие преимущества дает новая технология?Новые технологии в протезировании, а именно современные сканеры позволяют обойтись без традиционных слепков. Это актуально, если у пациента выраженный рвотный рефлекс, и он плохо переносит обычные слепки. Для сканирования используется специальная внутриротовая камера, которая бесконтактно фотографирует зубы и десны и затем переводит это изображение в формат 3-D на компьютере. Затем по трехмерному изображению в компьютере моделируется форма будущей коронки. И специальный принтер изготавливает готовое изделие, которое можно сразу установить на зуб. 3D–технологии выгодны для пациента, они ускоряют процесс протезирования, улучшают его точность, а в случае с имплантатами – минимизируют риск отторжения.
Можно заранее подобрать наилучшее положение имплантата в челюсти, его размер и форму, а также виртуально установить его во рту пациента, при этом обойдя все нежелательные зоны – там, где проходят сосуды или нервы. Кроме того, при использовании 3-D–технологий в протезировании можно виртуально примерить новые зубы, выбрать их форму, прикинуть, как они будут смотреться на лице пациента.
С помощью виртуального сканирования и работе 3D–принтера можно всего за час-полтора сделать готовую коронку, то есть выполнить все протезирование фактически за один визит к стоматологу. И благодаря этому человек ни дня не будет ходить с беззубым ртом.
Имплантация по шаблонам в стоматологии
Что такое имплантация зубов по шаблонам? Чем она лучше обычной имплантации?
Это прозрачные пластмассовые пластины с отверстиями, в которых установлены осевые направители, благодаря которым имплантаты войдут в костную ткань на нужную глубину и под правильным углом. Система обеспечивает идеальное позиционирование зубного имплантата. Благодаря использованию шаблона врач может защититься от наиболее частых ошибок, совершаемых при традиционной установке имплантатов, а пациент – от риска их отторжения.
Новая технология имплантации лишь минимально травмирует ткани, поскольку врачу уже не нужно предварительно разрезать слизистую, чтобы визуально изучить конфигурацию костной ткани, чтобы правильно выбрать место для установки имплантата. То есть имплантация проводится без единого разреза!
Достаточно просто поместить искусственный корень зуба точно в отверстие в шаблоне и по направляющей вкрутить в кость. Удается избежать развития отека десны даже при постановке нескольких имплантатов, быстрее и легче происходит заживление тканей и приживление зубных имплантатов. Использование шаблонов также позволяет проводить экспресс-имплантацию. И пациент уходит не только с вживленным в челюсть корнем, но и с готовым зубом.
Зуб разрушен кариесом. Врач предлагает его удалить и поставить имплантат. Но я не решаюсь. Это ж надо будет долго ходить с дыркой вместо зуба. Есть ли у меня какие-то еще варианты?
В классическом варианте сразу после удаления зуба нужно подождать, чтобы прошло самоочищение раны после удаления зуба.
От больного зуба в ране могли остаться бактерии, они вызовут отторжение имплантата, если ставить его сразу после удаления. Но если в клинике есть стоматологический лазер, которым обрабатывают лунку после удаления зуба и на 100% стерилизует лунку от бактерий, имплантат можно установить сразу. Это называется одномоментной имплантацией – когда сразу после удаления пациент уходит с готовым имплантатом и коронкой на нем.С детства боюсь зубных врачей. Итог – уже лет 10 хожу без дальних зубов. Наконец решился поставить имплантаты. Но оказалось, что пока я ходил беззубым, в челюсти рассосалась костная ткань. Теперь ее недостаточно для имплантации.
Современные технологии в стоматологии позволяют нарастить рассосавшуюся кость. Иногда это делается сразу одновременно с установкой имплантата – вокруг него утрамбовывается искусственная недостающая кость. Иногда, если дефицит кости достаточно большой, сначала делается подсадка кости, а затем – через 3–4 месяца – проводится имплантация.
По форме базальные имплантаты представляют собой либо пластины, прикручиваемые к кортикальной кости, либо винты с большими витками. Сегодня есть возможность проводить имплантацию даже тогда, когда у пациента нет достаточного объема и кортикальной кости верхней челюсти. В таких случаях ставят длинные имплантаты в скуловую кость.
Хочу поставить коронку. Но уж больно это долгое дело. А нельзя как-то все сделать быстро и незаметно?
Раньше приходилось сначала делать слепок, потом неделю ждать изготовления коронок, а сегодня за один визит вам могут отсканировать, смоделировать и на 3D-принтере напечатать идеально прилегающую фарфоровую коронку. Или винир. Или так называемую «вечную пломбу» – вкладку, которая будет изготовлена не из композитного материала и металла, а из керамики, по прочности не уступающей натуральным зубным тканям.
Распечатанные на 3D-принтерах коронки сделаны с микронной точностью, благодаря чему достигается максимальная плотность их прилегания, чего невозможно добиться с помощью ручной работы. Под такими коронками свои зубы сохраняются идеально, ведь поскольку они делаются из очень тонкого, но прочного фарфора – зубы под них обтачивают намного меньше, чем под обычную металлокерамику.
Косметология в стоматологии
Собираюсь исправить зубы. Колеблюсь между брекетами и элайнерами. Но, наверное, предпочту последнее, так как не хочется портить зубную эмаль. Верный выбор?
Элайнеры (невидимые прозрачные каппы, надеваемые на зубы и обладающие идеальным прилеганием) незаметно для окружающих исправляют дефекты прикуса и кривизну зубов, не мешая при этом ни есть, ни говорить, ни улыбаться. Еще один плюс системы капп – в том, что пациенту не надо регулярно приходить к ортодонту, чтобы тот их подкручивал, подтягивал, как это делается с брекетами. Просто надо периодически менять одни каппы на другие.
Новые каппы, появившиеся на нашем рынке (от отечественных производителей, по иностранным лицензиям) лишены такого недостатка, как сепарация зубов. Прежде в местах контактов зубов друг с другом возникает трение, поэтому перед надеванием капп зубы приходилось подпиливать в медиадистальных участках, а после снятия – обрабатывать фторсодержащими препаратами. Увы, это не всегда помогало защитить их от кариеса. Современные элайнеры, созданные на основе точного компьютерного 3-D-сканирования, не приводят к травмированию зубов.
Если после прочтения статьи у вас остались вопросы, вы можете задать их, воспользовавшись сервисом Доктис.
Автор статьи: Марина Владимировна Колесниченко
новые технологии, благодаря которым можно восстановить улыбку даже в самых сложных случаях
- Главная
- Статьи
- Современное протезирование зубов
Количество просмотров: Просмотры: 314
Последнее обновление:
Время прочтения: 4 минуты
Инновационные технологии в протезировании, доступные вам
Современное оборудование, технологии стоматологии XXI века позволяют сделать процесс протезирования полностью автоматизированным. Отсюда – возможность подобрать протезы пациентам даже в самых сложных клинических случаях, а также решение проблем там, где еще несколько лет тому назад врачи предлагали неудобные съемные системы.
Основные инновации и в области протезирования:
- 3D моделирование челюсти – сервис, позволяющий воссоздать точную копию будущего протеза с помощью компьютерного обеспечения. Процедура трехмерного планирования позволяет еще на начальном этапе лечения увидеть, какими будут зубы после протезирования, как правильно распределить нагрузку, чтобы достичь оптимального результата. При изготовлении учитываются индивидуальные особенности строения челюсти пациента. Главное – у человека появляется мотивация продолжать лечение, так как он видит результат, которого удастся достичь.
- Программы Cadiax или Biopack – позволяют определить, готов ли пациент к протезированию. Специальное программное обеспечение, позволяющее оценить работу зубочелюстной системы в динамике, рассчитать индивидуальные параметры для здоровой артикуляции и качественного пережевывания пищи. Все это в совокупности делает протезирование более точным и правильным.
- Технологии CAD/СAM – задействуются при изготовлении непосредственно замещающих конструкций из диоксида циркония. Инновации в сфере моделирования протезов. Позволяет еще на стадии планирования протезирования увидеть будущую протезную систему в нескольких ракурсах/проекциях, проконтролировать идеальность постановки искусственных зубов.
- Зубной 3D-томограф – технологии, позволяющие получить трехмерный снимок челюсти с минимальным уровнем облучения, а главное – выполнить изготовление с максимальной точностью. Благодаря таким инновациям, пациент получает безупречный протез, который идеально помещается в челюсти, выглядит натурально, а главное – на 100% выполняет функции природных зубов.
Основные виды современного протезирования
Все направления мы условно разделили на несколько направлений, в зависимости от группы зубов, нуждающихся в восстановлении:
- Протезирование зоны улыбки – филигранная работа, где важно выдержать высокие требования с точки зрения эстетики. Система должна безупречно «встать» в челюсти, не должно быть просветов между десной и коронкой. Чаще всего в данном случае используется безметалловая керамика, которая по цвету, прозрачности, текстуре очень напоминает природную зубную эмаль.
- Протезирование жевательной группы – здесь важно воссоздать зубной ряд таким образом, чтобы новые зубы оптимально распределяли и выдерживали нагрузку при жевании. Чаще всего в данном случае используются металлокерамические протезы.
- Протезирование зубов верхней челюсти – требует высокой квалификации и опыта от имплантолога. В области верхней челюсти расположены составляющие дыхательной системы, а также нервы. Важно выполнить имплантацию искусственного штифта и постановку конструкции на него так, чтобы не задеть гайморовы пазухи. Если необходимо, может быть назначена операция по наращиванию кости – синус-лифтинг. Боковые резцы могут быть заменены на коронки из диоксида циркония, а жевательные зубы верхней челюсти допустимо восстанавливать прочной металлокерамикой.
Особенности материалов для современного протезирования
Вместе с динамичным развитием ортопедии возрастают требования к современным протезным системам, которые должны быть:
- максимально приближены к природным зубам по надежности и прочности, выдерживать и органично распределять жевательную нагрузку;
- биосовместимыми с тканями полости рта, безопасными, не вызывать раздражение и аллергию;
- устойчивыми к кислотной среде во рту, не окрашиваться, не источать неприятного запаха.
Керамика – один из самых популярных материалов для современных протезов. Из нее производится большая часть несъемных зубных конструкций. Чтобы обеспечить должную надежность после протезирования, керамические коронки имеют металлическую основу, поэтому и называются металлокерамическими. Такие конструкции подходят далеко не всем пациентам, особенно тем, у кого есть аллергическая реакция на металл.
Безметалловая керамика на базе диоксида циркония – более современный материал для протезирования. Он достаточно прочен, не вызывает аллергии, смотрится эстетично. Единственный момент – это высокая стоимость таких конструкций, особенно, если планировать имплантацию титанового штифта в качестве основы.
Также большим спросом при протезировании пользуются коронки из прессованной керамики E-max, считающиеся инновационными протезами последнего поколения. Такой материал имеет высокую прочность на надавливание и изгиб (около 400 МПа), так как в их составе есть также кристаллы лейцита. Таким образом, искусственные коронки получаются сверхтонкие, но крайне эстетичные. Единственный момент – их высокая стоимость по сравнению с той же металлокерамикой.
Что касается съемного протезирования, здесь современная стоматология предлагает протезы Квадротти, протезы по типу бабочки, а также бюгельные (дугообразные) протезы.
Клиника «Зууб» специализируется на протезировании даже в самых сложных случаях. Например, когда полностью отсутствуют все зубы, или в других клиниках вам было отказано в протезировании по определенным причинам. В тандеме с опытным стоматологом вы обязательно найдете решение своей проблемы за оптимальный бюджет. Запишитесь на консультацию по поводу протезирования сегодня, чтобы уже в самое ближайшее время, благодаря новейшим технологиям и квалификации врачей, воплотить в жизнь мечту о красивой и здоровой улыбке!
Инновационные технологии при проведении протезирования зубов
Новые технологии 2019 года и перспективы развития зубного протезирования
Навигация по статье
- Съемные конструкции из мягких пластмасс взамен пластинчатых систем
- Бюгельные конструкции нового поколения
- Коронки из диоксида циркония и оксида алюминия
- Микропротезирование для идеальной красоты улыбки – виниры, люминиры и ультраниры
- Современные материалы нового поколения
- — 1. Акрил нового поколения
- — 2. Керамокомпозит для создания коронок и мостов
- — 3. Материал Trinia для создания базиса ортопедического устройства
- Современные имплантационные системы как качественная альтернатива съемным решениям
- Компьютерные технологии в ортопедии: возможности 3D-моделирования
- — 1. Технология CAD/CAM
- — 2. Система CEREC
- — 3. Технология Nobel Procera
- — 4. Цифровой дизайн улыбки Digital Smile Design
- — 5. 3D-принтер для изготовления моделей и самих протезов
- Возможности нейромышечной стоматологии в ортопедии
- Перспективы современной ортопедии
вопрос специалисту
Современное протезирование зубов существует уже не одно столетие. Естественно, еще несколько десятилетий назад протезы выглядели несколько иначе – многие бы даже со второй попытки не догадались, что эти устройства служили для восстановления зубов, которые пациент утратил по каким-либо причинам. Современные модели претерпели значительные изменения, впрочем, как и технологии, которые используются при их создании. Сегодня поговорим о том, какие новые методики и разработки применяются в рамках современного протезирования зубов и какие нововведения в целом можно выделить в стоматологии.
Существуют различные классификации вариантов протезирования, но прежде всего все ортопедические устройства делятся на съемные и несъемные. Они могут быть также полными или частичными – последние показаны для замещения части отсутствующих зубов. Ортопедические конструкции создаются из разных материалов, характеризуются разной степенью комфорта и эстетики. Съемные модели обычно стоят дешевле, но их использование сопряжено с рядом неудобств.
Несъемный вид протезирования предполагает фиксацию конструкции с опорой на свои зубы, что не очень хорошо для последних, или установку на импланты – этот вариант является наиболее предпочтительным, поскольку позволяет остановить атрофические процессы в костной ткани, а также полноценно восстановить отсутствующие корни зубов и коронки. Но давайте посмотрим на решения, которые предлагаются современной стоматологией.
Съемные конструкции из мягких пластмасс взамен пластинчатых систем
Современное съемное протезирование уже давно вышло из разряда неудобных конструкций для восстановления зубов. Новинкой последнего десятилетия стали мягкие протезы, которые создаются из различных материалов: нейлона, акрила или полиуретана. Сейчас на пике популярности модели «Квадротти» и «Акри-Фри» – это ортопедические устройства нового поколения, которые характеризуются явными преимуществами по сравнению с устаревшими аналогами. Так, «Квадротти» создаются из эластичного материала, запатентованного под названием Dental D. Он гипоаллергенный, обеспечивает должный уровень комфорта и эстетики, но сама модель используется только при частичной адентии.
«Акри-Фри» актуальны для случаев как частичной, так и полной адентии. Они комфортные, не слишком жесткие, но в меру эластичные. В составе материала нет мономеров, поэтому он считается совершенно безвредным и показан в том числе для применения в детской стоматологии.
Вот что отличает их от обычных съемных протезов из твердых пластмасс или бюгельных с металлическими креплениями:
- гибкость и мягкость материала: протезы эластичные, что позволяет им плотно прилегать к деснам. При этом материал очень мягкий, что не вызывает дискомфорт,
- надежная фиксация: протезы плотно фиксируются на деснах, при этом порой это единственная система фиксации – например, при восстановлении всего зубного ряда естественные зубы отсутствуют, поэтому протез крепится, вернее, присасывается, к деснам. Надо отметить, что весьма крепко и надежно,
- отсутствие металлических крючков: даже если протезы замещают несколько зубов, в их конструкции отсутствуют замочки или крючки из металла. Система крепления создается также из мягкого нейлона или акрила (того же материала, что применяется для создания десневой основы), крючки располагаются на опорных зубах в области десны, поэтому совершенно не заметны,
- меньшие размеры и лучшая эстетика.
Таким образом, современные съемные протезы из мягких и эластичных материалов не нужно замачивать на ночь в стакане с водой, не нужно фиксировать во рту при помощи различных гелей и кремов. Они удобны, комфорты и совершенно не похожи на протезы, которые активно применялись в ортопедической стоматологии в прошлом десятилетии.
Подробнее о современных съемных аппаратах для восстановления улыбки читайте в наших специальных материалах об «Акри-Фри» и «Квадротти».
Бюгельные конструкции нового поколения
В основе бюгельной конструкции лежит достаточно жесткая металлическая дуга, а в качестве крепежных элементов выступают кламмеры, аттачменты или телескопические коронки. Такие ортопедические системы назначаются только при частичном отсутствии зубов, поскольку для их фиксации необходимы опорные элементы. Они более компактные и удобные, отличаются прочностью и надежностью. Если речь идет о верхней челюсти, то здесь появляется еще один неоспоримый плюс – отсутствие массивной небной перемычки, которая нередко вызывает у пациентов рвотный рефлекс и искажает вкус любимых блюд. Отдельно нужно выделить шинирующую бюгельную конструкцию с «когтевидными» отростками, которые призваны зафиксировать каждый расшатанный зуб.
Самым популярным и доступным вариантом бюгельного протезирования будет крепление конструкции посредством кламмеров – металлические крючки, которые охватывают опорные элементы и обеспечивают таким образом надежное удержание системы во рту. Есть также модели на микрозамках (аттачментах) – система буквально защелкивается. А вот для установки аппарата на телескопические коронки придется обтачивать живые опоры, но при этом можно не волноваться об эстетической стороне вопроса.
Подробнее о бюгельных решениях читайте в нашей специальной статье.
Коронки из диоксида циркония и оксида алюминия
Основными материалами для протезирования зубов на протяжении нескольких десятилетий были металлы и керамика, а также их сочетание. Сегодня полностью металлические зубные коронки отошли на второй план, поскольку они не только не эстетичны, но и слишком тверды – разрушают эмаль живых зубов. Активно применяются металлокерамические, а также полностью состоящие из керамики. Но современная керамика также претерпела изменения, и сегодня на первый план выходят зубные коронки из диоксида циркония или оксида алюминия.
Такие зубные коронки отличаются прочностью, долговечностью и невероятно эстетичным внешним видом. Они создаются из цельного кусочка материала, однако изготавливает их зубной техник не вручную, а посредством специального компьютерного оборудования – при помощи него снимаются слепки, создается проект зубной коронки, после чего реализуется сам протез. Такая система позволяет создать очень точный, полностью совпадающий с прикусом протез, который не будет доставлять неудобств пациенту. Естественно, зубные коронки из диоксида циркония или оксида алюминия несколько дороже любых других (но и срок их службы – минимум в 2 раза выше).
Микропротезирование для идеальной красоты улыбки – виниры, люминиры и ультраниры
Рассуждая об инновациях в стоматологии, нельзя обойти стороной такую тему, как микропротезирование. Под этим термином обычно понимают восстановление формы и внешнего вида коронки прямым или непрямым методом. В первом случае врач буквально наращивает коронку с помощью композитов непосредственно во рту у пациентов.
Непрямой метод обычно предполагает изготовление специальных тонких накладок на зубы – виниров, которые затем крепятся с фронтальной стороны и удачно скрывают мелкие неровности, сколы, трещины, межзубные промежутки и пожелтевшую эмаль. Такие тонкие пластины создаются из керамики или циркония. Из минусов можно выделить необходимость препарирования живых коронок и довольно высокую стоимость. Тем не менее, на сегодняшний день это один из немногих способов добиться идеальной улыбки в кратчайший срок.
«Я давно рассматривала варианты кабинетного отбеливания, а с появление виниров начала внимательно изучать этот вопрос. Вот в прошлом году наконец решилась тоже сделать себе идеальную улыбку. Выбрала кармические, по совету своего стоматолога. Пока ничего не отклеилось, в целом, результатом очень довольна. Не знаю, какая еще процедура может так быстро сделать зубы идеальными».
Татьяна В., г. Москва, из переписки на форуме woman.ru
Усовершенствованной версией виниров являются люминиры и ультраниры. Это еще более тонкие керамические пластинки, которые фиксируются на фронтальных зубах спереди и при этом не требуют их обточки. Стоимость такого микропротезирования будет еще выше, но результат оправдает вложенные средства.
Современные материалы нового поколения
Стоматология прогрессирует стремительными темпами, и в области протезирования появляются новые, более совершенные материалы. Ниже рассмотрим новинки, которые позволили на порядок повысить качество современных ортопедических конструкций и степень комфорта при их использовании.
1. Акрил нового поколения
Усовершенствованный акрил с добавлением алмазной крошки является более прочным. К тому же в материале значительно меньше пор, что предупреждает скопление на нем бактерий и налета. Готовое ортопедическое устройство подвергается полировке алмазным бором для придания идеальной гладкости и повышения эстетических свойств. Среди основных преимущества акрила нового поколения эксперты выделяют следующие моменты:
- устойчивость к повышенным нагрузкам,
- сохранность формы за счет достаточной твердости материала,
- высокая эстетика, обусловленная легким розоватым оттенком и полупрозрачностью материала, что делает его подходящим под внешние характеристики натуральной десны,
- отсутствие сильного давления на слизистую за счет легкости материала, поэтому из него создают адаптационные модели для протоколов немедленной нагрузки,
- возможность ремонта и коррекции изделия.
Конструкции просты в изготовление, их создание не требует слишком много времени. К тому же весомым плюсом становится доступная стоимость такого решения.
2. Керамокомпозит для создания коронок и мостов
Изделия из керамокомпозита отличаются высокой прочностью и прекрасными эстетическими характеристиками. Срок службы изделий из данного материала составляет не менее 10 лет. Материал прочнее и дешевле чистой керамики, но при этом гораздо более лучший с точки зрения эстетики по сравнению с обычным композитом.
Одно из главных преимуществ материала – возможность коррекции коронки прямым методом, то есть не прибегая к ее замене. Такие конструкции облицовывают фотополимерными или композитными материалами с добавлением керамики, которые становятся твердыми только под УФ-лампой. Керамокомпозит – одно из оптимальных решений для создания одиночных коронок, виниров, а также мостов.
3. Материал Trinia для создания базиса ортопедического устройства
Речь об инновационном материале, запатентованном компанией Bicon, также известной своими имплантационными системами. Из блока, усиленного стекловолокном, создают основу будущего протеза. Такие конструкции с каркасом из Trinia фиксируются на имплантах. При этом материал используется для создания как одиночных коронок, так и мостов, а также условно-съемных и съемных ортопедических конструкций. По своим показателям прочности материал превосходит даже диоксид циркония. Благодаря своим характеристикам, он нашел широкое применение не только в медицине, но и в аэрокосмической промышленности.
Стекловолоконные конструкции применяются в рамках имплантации по одноэтапным методикам. Они достаточно легкие, поэтому их можно без опаски ставить на импланты уже на 3-5 день после вживления. К тому же каркас из Trinia не будет просвечивать, что в целом повышает эстетические характеристики изделия.
Современные имплантационные системы как качественная альтернатива съемным решениям
В сфере дентальной имплантологии тоже многое изменилось. Если до недавнего времени единственным доступным вариантом была двухэтапная технология, то есть когда сначала устанавливались искусственные корни и только спустя 3-6 месяцев проводилось протезирование, то сегодня перед пациентами появились новые возможности для комплексного восстановления зубов – одноэтапные протоколы. Суть данных методик сводится к фиксации полного протеза на 3, 4, 6 или большем количестве имплантов с моментальной установкой устройства в тот же день или в течение недели. Речь идет о таких популярных сегодня методиках, как all-on-3 (Trefoil) для нижней челюсти, all-on-4, all-on-6, Basal Complex для случаев более выраженной атрофии костной ткани на фоне воспалительных процессов и при полной адентии.
Данные концепции предполагают наклонное вживление титановых корней по бокам, что позволяет увеличить площадь соприкосновения их с костной тканью и улучшить первичную стабильность. В случаях более острых атрофических процессов могут применяться удлиненные модели имплантов, в том числе скуловые, которые в длину достигают 6 см и крепятся в скуловой кости черепа. Среди отличительны особенностей одноэтапной имплантации эксперты выделяют возможность избежать костной пластики и длительного ожидания до момента протезирования. Важным этапом лечения является подготовка – каждый шаг тщательно прорабатывается с использованием передового ПО и программ 3D-визуализации.
Для максимально точного позиционирования имплантов хирург использует особые хирургические шаблоны, которые также разрабатываются с помощью инновационных компьютерных программ. Это небольшие эластичные накладки с прорезями – они фиксируются на деснах и позволяют разместить искусственные корни в точно заданных местах. Эти технологии являются относительно новыми открытиями в протезировании зубов, а потому до сих пор далеко не все стоматологические клиники могут предложить возможность восстановления зубов по одноэтапным методам.
Компьютерные технологии в ортопедии: возможности 3D-моделирования
Инновационные компьютерные технологии позволили стоматологам значительно более тщательно и быстро обрабатывать исходные данные, изучать каждую клиническую картину до мельчайших деталей. Это дало врачам возможность сводить фактически к нулю любые риски, качественно восстанавливать отсутствующие зубы и возвращать пациентов к привычному образу жизни в самые короткие сроки.
Кроме того, использование прогрессивных технологий заметно сокращает время, потраченное на восстановление зубов, а также улучшает точность создания и прилегания протезов к обработанным и обточенным природным зубам, мягким тканям.
С внедрением ПО (программного обеспечения) с возможностью трехмерного моделирования и планирования специалисты получили возможность проводить максимально тщательную подготовку к имплантации и последующей установке ортопедической конструкции. Теперь еще на этапе подготовки врач может детально изучить 3D-модель челюстной системы пациента, выбрать наиболее подходящие места под вживление имплантов (если это необходимо), учесть малейшие анатомические особенности для создания максимально удобного ортопедического аппарата.
Все перечисленные ниже системы базируются как раз на компьютерном моделировании, однако дополнительно также используется роботизированное оборудование, которое непосредственно позволяет создавать зубные протезы на станке. Рассмотрим их подробнее
1. Технология CAD/CAM
Системы CAD/CAM – это компьютерное проектирование или моделирование (CAD), а также непосредственное изготовление зубных протезов (CAM). Они имеют несколько разновидностей и представлены различными компаниями.
Технология позволяет полностью заменить работу врача. Вся система CAD/CAM состоит из трех основных этапов:
- сканирование полости рта,
- создание виртуальных протезов,
- изготовление протеза.
Использование CAD/CAM систем в рамках единого технологичного процесса позволяет создавать невероятно точные, идеально подходящие пациенту зубные протезы. В основном технологии применяются для обработки таких материалов, как диоксид цирконий и оксид алюминий – по природе они очень прочные, поэтому их обработка вручную практически невозможна1.
Наиболее популярной, недорогой и качественной считается система CAD/CAM немецкой фирмы ZirkonZahn, однако и многие другие производители занимаются разработкой и внедрением данных технологий.
2. Система CEREC
Компьютерная система CEREC, в основе которой также лежит технология CAD/CAM, появилась более 20 лет назад в Германии. За это время она заметно изменилась и дополнилась новыми функциями. Сегодня активно используется уже четвертая версия компьютерного оборудования CEREC. Ее особенностью является создание зубных протезов непосредственно при пациенте – то есть всего за одно посещение врача.
Сначала по данной технологии можно было создавать лишь вкладки, но буквально за несколько минут. После технология дополнилась новыми функциями и сегодня позволяет создавать сначала трехмерные изображения, а затем и непосредственные вкладки, виниры или зубные коронки из керамики или фарфора.
Система очень проста в использовании:
- оборудование не занимает много места и находится в кабинете врача: пациент может проследить весь процесс создания протеза,
- 20 минут требуется на создание любой конструкции, тогда как при работе только зубного техника процесс протезирования растягивается минимум на 3-4 дня,
- не требуется примерка, компьютерные технологии позволяют создать очень точный, плотно прилегающий к зубу протез.
Вместо традиционного слепка специалист использует трехмерную камеру, которая передает изображение на экран монитора. Далее специалист уже работает с 3D-моделью проблемной области.
3. Технология Nobel Procera
Технология Procera, в основе которой также лежит система компьютерной визуализации реальной модели протезов CAD/CAM, была разработана швейцарско-американской компанией Nobel Biocare. Изготовление зубных протезов состоит из нескольких этапов:
- подготовка опорного зуба,
- снятие воскового слепка, после чего модель челюсти фиксируется на специальном приборе-артикуляторе, который точно имитирует работу челюсти пациента,
- созданная модель сканируется и воспроизводится в компьютере, где зубной техник корректирует ее в зависимости от прикуса пациента,
- полученные данные отправляются в производство (заводы находятся в Германии, США или Японии), где и создаются готовые изделия из диоксида циркония или алюминия, затем они покрываются керамикой и возвращаются в клинику.
Система позволяет создать биосовместимый, очень точный, идеальный по функционалу и эстетике протез, который прослужит несколько десятилетий, не вызывая проблем с зубами или деснами.
4. Цифровой дизайн улыбки Digital Smile Design
Это независимая программа, которая предполагает именно проработку модели протеза с точки зрения внешности пациента и того, как должна выглядеть его улыбка в соответствии с параметрами, выведенными на основе «золотого сечения».
Сегодня эксперты в области протезирования, равно как и пластические хирурги, руководствуются общепринятыми стандартами красоты. В основе этих принципов – идеальные пропорции, начало поискам которых положил еще древнегреческий ученый Пифагор. Он же первым обнародовал идею «золотого деления». Позже ее развил Леонардо да Винчи, наградив новой формулировкой – «золотое сечение». Его знаменитый «Витрувианский человек» как раз и является образцом симметрии и гармонии тела человека.
Сейчас стоматологи и пластические хирурги руководствуются принципами, выведенными на основе «золотого сечения». Это 22 конкретных параметра, к которым стремятся специалисты для достижения гармоничного и эстетичного результата. Протезистам в этом отношении помогает современная программа Digital Smile Design, которая дарит возможность цифрового моделирования будущей улыбки на мониторе компьютера с учетом индивидуальных особенностей лица пациента.
5. 3D-принтер для изготовления моделей и самих протезов
Сегодня в распоряжении зубных техников появились новые возможности, в частности речь идет о создании модели будущей конструкции на 3D-принтере. Эти технологии активно используются уже сегодня, но пока преимущественно в рамках промежуточного этапа.
Раньше пациенту предлагалось примерить восковой прототип будущего протезного устройства. Трехмерная печать модели позволяет создать максимально точный прототип, получив возможность оценить и положение зубов, и функциональность модели, а значит и будущего протеза. Вполне вероятно, что уже ближайшем будущем планируется наладить создание не просто моделей, а самих ортопедических устройств с помощью 3D-принтера.
Модель протеза, изготовленная на 3D-принтере. Фото предоставлено стоматологией Smile-at-Once (зуботехническая лаборатория Smile Studio)
Возможности нейромышечной стоматологии в ортопедии
Данное направление вряд ли можно назвать инновационным, ведь его изучением специалисты занялись еще в 50-е годы прошлого столетия в США. Но только сейчас нейромышечная стоматология начинает набирать популярность. Это связано в первую очередь с появлением современных компьютерных технологий, позволивших вывести данную область на качественно новый уровень. Суть направления сводится к изучению работы лицевой и челюстной мускулатуры, приведением ее в наиболее комфортное и естественное для себя состояние.
Сюда относится компьютерная диагностика тонуса мышц, сканирование движения челюстей, изучение шумов в области суставов. Все это позволяет учитывать тонкости работы челюстной мускулатуры и на основе полученной информации создавать наиболее комфортные и долговечные конструкции, способные обеспечить полноценное восстановления функциональности челюстей.
Перспективы современной ортопедии
Что касается возможностей и перспектив, то сегодня стоматология предлагает множество инновационных решений для различных категорий пациентов с разными финансовыми возможностями. Напомним, что современные ортопедические устройства создаются с помощью программ 3D-моделирования, а система CEREC с технологией CAD/CAM в своей основе позволяет и вовсе создавать вкладки, виниры и коронки всего за одно посещение, то есть прямо на глазах у пациента.
На заметку! Напомним, что съемные протезы позволяют восстановить функциональность челюстной системы всего на 60-65%. Какой бы современной ни была модель, она все равно заставляет пациента столкнуться с рядом неудобств. Именно поэтому сегодня все больше пациентов отдают предпочтение имплантации, а не съемному протезированию. Тем более, что с появлением одноэтапных методик лечение стало проще, быстрее и доступнее.
Если речь идет об установке имплантов, то самыми современными методиками считаются одноэтапные протоколы – они дают возможность зафиксировать ортопедический аппарат в течение недели с момента проведения операции, а также реальный шанс избежать костной пластики и быстро вернуть красивую улыбку даже при полной адентии.
В области съемного протезирования наиболее удачными решениями являются системы «Квадротти» и «Акри-Фри», а что касается несъемных одиночных реставраций, то здесь специалисты рекомендуют отдавать предпочтение диоксиду циркония или оксиду алюминия – наиболее прочные и эстетичные материалы.
- Мастерова И.В. CAD/CAM стоматологические реставрационные системы, 2008.
Автор: Чернов А. Р.
(Благодарим за помощь в написании статьи и предоставленную информацию)
Технологические достижения в дизайне протезов и реабилитации после потери конечностей верхних конечностей
Недавно опубликованные статьи, представляющие особый интерес, были отмечены как: • важные •• очень важные
1. Ziegler-Graham K, MacKenzie EJ, Ephraim PL , Travison TG, Brookmeyer R. Оценка распространенности потери конечностей в Соединенных Штатах: с 2005 по 2050 год. Arch Phys Med Rehabil. 2008; 89: 422–429. [PubMed] [Google Scholar]
2. Varma P, Stineman MG, Dillingham TR. Эпидемиология потери конечностей. Phys Med Rehabil Clin N Am. 2014; 25:1–8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
3. Фишер, Ханна (2015) Справочник по статистике военных потерь США: операция «Страж свободы», операция «Внутренняя решимость», операция «Новая заря», операция «Иракская свобода» и операция «Несокрушимая свобода».
4. Кейлаа Г.Х. Социально-экономические последствия ампутации верхней конечности. 7. [PubMed]
5. Postema SG, Bongers RM, Brouwers MA, Burger H, Norling-Hermansson LM, Reneman MF, Dijkstra PU, van der Sluis CK. Отсутствие верхней конечности: предикторы участия в работе и производительности труда. Arch Phys Med Rehabil. 2016;97:892–899. [PubMed] [Google Scholar]
6. Тинтл С.М., Килинг Дж.Дж., Шон С.Б., Форсберг Дж.А., Поттер Б.К. Травматические и связанные с травмами ампутации: часть I: общие принципы и ампутации нижних конечностей. J Bone Jt Surg Am. 2010;92:2852–68. [PubMed]
7. Пирс Р.О., Кернек С.Б., Амвросий Т. А. Судьба травматического ампутанта. Ортопедия. 1993; 16: 793–797. [PubMed] [Google Scholar]
8. Biddiss EA, Chau TT. Использование и отказ от протезов верхних конечностей: обзор последних 25 лет. Протезы Orthot Int. 2007; 31: 236–257. [PubMed] [Академия Google]
9. Отто И.А., Кон М., Шурман А.Х., ван Миннен Л.П. Реплантация по сравнению с протезированием при травматических ампутациях руки: систематический обзор. ПЛОС Один. 2015;10:e0137729. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
10. Maat B, Smit G, Plettenburg D, Breedveld P. Пассивные протезы рук и инструменты: обзор литературы. Протезы Orthot Int. 2018;42:66–74. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
11. Chadwell A, Kenney L, Thies S, Galpin A, Head J. Реальность миоэлектрических протезов: понимание того, что затрудняет управление этими устройствами для некоторых пользователей. Передний нейроробот. 2016;10. 10.3389/fnbot.2016.00007. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
12. Roche AD, Hubertus Rehbaum DF, Aszmann OC. Стратегии протезного миоэлектрического контроля: клиническая перспектива. Curr Surg Rep. 2014.
13. Чайлдресс Д.С. Исторические аспекты механических протезов конечностей. Ортопедический протез. 1985; 9: 2–13. [Google Scholar]
14. Zecca M, Micera S, Carrozza MC, Dario P. Управление многофункциональными протезами рук путем обработки электромиографического сигнала. Crit Rev Biomed Eng. 2017;45:383–410. [PubMed] [Академия Google]
15. Зекка М., Микера С., Карроцца М.С., Дарио П. Управление многофункциональными протезами рук путем обработки электромиографического сигнала. Crit Rev Biomed Eng. 2002; 30: 459–485. [PubMed] [Google Scholar]
16. Peerdeman B, Boere D, Witteveen H, in ‘t Veld RH, Hermens H, Stramigioli S, Rietman H, Veltink P, Misra S. Миоэлектрические протезы предплечья: современное состояние от ориентированный на пользователя взгляд. J Rehabil Res Dev. 2011;48:719–737. [PubMed] [Google Scholar]
17. • Пьерри С.Н., Гастон Р.Г., Леффлер Б. Дж. Современные концепции ампутации верхних конечностей. J Hand Surg. 2018;43:657–67 Краткое изложение современных стратегий ухода за пациентами с ампутациями проксимальнее запястья с акцентом на последние достижения в хирургической технике и протезировании.
18. Hahne JM, Farina D, Jiang N, Liebetanz D. Новый имплантат чрескожного электрода для повышения надежности при расширенном миоэлектрическом контроле. Фронтальные нейроски. 2016;10:114. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
19. •• Tarantino S, Clemente F, Barone D, Controzzi M, Cipriani C. Интерфейс миокинетического управления: отслеживание имплантированных магнитов как средство управления протезом. Научный представитель 2017;7:17149 Предлагает новый подход с использованием имплантированных магнитных маркеров для прямого контроля нескольких степеней свободы в протезе. [бесплатная статья PMC] [PubMed]
20. Tarantino S, Clemente F, De Simone A, Cipriani C. Возможность отслеживания нескольких имплантированных магнитов с помощью миокинетического интерфейса управления: моделирование и экспериментальные данные, основанные на модели точечного диполя. IEEE Trans Biomed Eng. 2019;67:1282–1292. doi: 10.1109/TBME.2019.2935229. [PubMed] [CrossRef] [Академия Google]
21. Davis TS, Wark HAC, Hutchinson DT, Warren DJ, O’Neill K, Scheinblum T, Clark GA, Normann RA, Greger B. Восстановление моторного контроля и сенсорной обратной связи у людей с ампутациями верхних конечностей с использованием массивов из 96 микроэлектродов имплантированы в срединный и локтевой нервы. Дж. Нейронная инженерия. 2016;13:036001. [PubMed] [Google Scholar]
22. Wendelken S, Page DM, Davis T, Wark HAC, Kluger DT, Duncan C, Warren DJ, Hutchinson DT, Clark GA. Восстановление моторного контроля, проприоцептивной и кожной чувствительности у людей с предшествующей ампутацией верхних конечностей с помощью нескольких массивов наклонных электродов Юты (USEA), имплантированных в остаточные периферические нервы руки. J Neuro Eng Rehabil. 2017;14:121. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
23. Куйкен Т.А., Думанян Г.А., Липшуц Р.Д., Миллер Л. А., Стабблфилд К.А. Использование целенаправленной мышечной реиннервации для улучшения контроля миоэлектрического протеза у пациентов с двусторонней ампутацией плечевого сустава. Протезы Orthot Int. 2004; 28: 245–253. [PubMed] [Google Scholar]
24. Миотон Л.М., Думанян Г.А. Целенаправленная мышечная реиннервация и протезная реабилитация после потери конечности: MIOTON и DUMANIAN. Дж. Хирург Онкол. 2018; 118: 807–814. [PubMed] [Google Scholar]
25. Kim PS, Ko JH, O’Shaughnessy KK, Kuiken TA, Pohlmeyer EA, Dumanian GA. Влияние целенаправленной реиннервации мышц на невромы в модели лоскута прямой мышцы живота кролика. J Hand Surg. 2012;37:1609–1616. [PubMed] [Google Scholar]
26. Тинтл С.М., Бэхлер М.Ф., Нанос Г.П., Форсберг Дж.А., Поттер Б.К. Травматические и связанные с травмами ампутации: часть II: верхняя конечность и дальнейшие направления. J Bone Jt Surg Am. 2010;92:2934–45. [PubMed]
27. Овадия С., Аскари М. Ампутации и протезирование верхних конечностей. Семин Пласт Хирург. 2015;29:055–061. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
28. Hijjawi JB, Kuiken TA, Lipschutz RD, Miller LA, Stubblefield KA, Dumanian GA. Улучшенный контроль миоэлектрического протеза достигается за счет переноса нескольких нервов. Plast Reconstr Surg. 2006; 118:1573–1578. [PubMed] [Академия Google]
29. Kuiken TA, Miller LA, Lipschutz RD, Lock BA, Stubblefield K, Marasco PD, Zhou P, Dumanian GA. Целенаправленная реиннервация для улучшения функции протеза руки у женщины с проксимальной ампутацией: тематическое исследование. Ланцет. 2007; 369: 371–380. [PubMed] [Google Scholar]
30. Cheesborough JE, Smith LH, Kuiken TA, Dumanian GA. Целенаправленная реиннервация мышц и современные протезы рук. Семин Пласт Хирург. 2015;29:62–72. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
31. Morgan EN, Kyle Potter B, Souza JM, Tintle SM, Nanos GP. Целенаправленная реиннервация мышц при трансрадиальной ампутации: описание техники операции. Tech Hand Up Extrem Surg. 2016;20:166–171. [PubMed] [Академия Google]
32. • Пьерри С.Н., Гастон Р.Г., Леффлер Б.Дж. Целенаправленная реиннервация мышц для оптимизации протезирования и лечения невромы в условиях трансрадиальной ампутации. J Hand Surg. 2019;44:525.e1–8 D описание нового метода направленной реиннервации мышц предплечья после трансрадиальной ампутации с обсуждением переноса отдельных нервов, управления чувствительными нервами и технологии распознавания образов. [PubMed]
33. Bowen JB, Ruter D, Wee C, West J, Valerio IL. Техника целенаправленной реиннервации мышц при ампутации ниже колена. Plast Reconstr Surg. 2019;143:309–312. [PubMed] [Google Scholar]
34. •• Dumanian GA, Potter BK, Mioton LM, et al. Целенаправленная реиннервация мышц лечит неврому и фантомную боль у пациентов с ампутацией основных конечностей: рандомизированное клиническое исследование. Энн Сург. 2019;270:238–46 Проспективное рандомизированное многоцентровое клиническое исследование, демонстрирующее эффективность направленной мышечной реиннервации (ПМР) в лечении фантомной боли и болезненных неврином после обширной ампутации конечности.
35. Соуза Дж.М., Чизборо Дж.Е., Ко Дж.Х., Чо М.С., Куикен Т.А., Думанян Г.А. Целенаправленная реиннервация мышц: новый подход к постампутационной невриномной боли. Клин Ортоп. 2014;472:2984–2990. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
36. Marasco PD, Kim K, Colgate JE, Peshkin MA, Kuiken TA. Роботизированное прикосновение смещает восприятие воплощения к протезу у людей с ампутированными конечностями с целевой реиннервацией. Мозг. 2011; 134:747–758. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
37. Yao J, Chen A, Kuiken T, Carmona C, Dewald J. Повторное картирование сенсорной коры после ампутации верхней конечности и последующей целенаправленной реиннервации: отчет о клиническом случае. Клиника НейроИмидж. 2015; 8: 329–336. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
38. Тинтл С.М., Лебрун С., Фике Дж.Р., Поттер Б.К. Что нового в ампутациях, связанных с травмами. J Ортопедическая травма. 2016;30:С16–С20. [PubMed] [Google Scholar]
39. Серино А., Аксельрод М., Саломон Р., Мартуцци Р., Блефари М.Л., Канцонери Э., Рогнини Г., ван дер Цвааг В., Якова М., Лути Ф., Аморесано А., Куикен Т., Бланке O. Карты коры верхних конечностей у людей с ампутированными конечностями с целенаправленной мышечной и сенсорной реиннервацией. Мозг. 2017;140:2993–3011. [PubMed] [Google Scholar]
40. Kubiak CA, Kemp SWP, Cederna PS. Регенеративный интерфейс периферических нервов для лечения постампутационной невромы. JAMA Surg. 2018;153:681. [PubMed] [Академия Google]
41. Кунг Т.А., Лангалс Н.Б., Мартин Д.С., Джонсон П.Дж., Седерна П.С., Урбанчек М.Г. Жизнеспособность интерфейса регенеративного периферического нерва и передача сигнала с имплантированным электродом. Plast Reconstr Surg. 2014; 133:1380–1394. [PubMed] [Google Scholar]
42. • Frost CM, Ursu DC, Flattery SM, et al. Регенеративные интерфейсы периферических нервов для пропорционального управления нейропротезом руки в реальном времени. J Neuro Eng Rehabil. 2018;15:108 Исследование на животных, подтверждающее алгоритм трансляции сигналов ЭМГ от конструкций интерфейсов регенеративных периферических нервов (RPNI) для надежного пропорционального управления протезом руки на модели животных.
43. Ву П.П., Васьков А.К., Ирвин З.Т., и соавт. Интерфейс регенеративного периферического нерва позволяет в режиме реального времени управлять искусственной рукой у людей с ампутированными конечностями. Sci Transl Med. 2020;12:eaay2857. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
44. Ву С.Л., Кунг Т.А., Браун Д.Л., Леонард Дж.А., Келли Б.М., Седерна П.С. (2016) Регенеративные периферические нервные интерфейсы для лечения боли после ампутации невромы: пилотный проект Исследование 8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
45. Kubiak CA, Kemp SWP, Cederna PS, Kung TA. Профилактические регенеративные интерфейсы периферических нервов для предотвращения постампутационной боли. Plast Reconstr Surg. 2019;144:421e–430e. [PubMed] [Google Scholar]
46. Nghiem BT, Sando IC, Gillespie RB, McLaughlin BL, Gerling GJ, Langhals NB, Urbanchek MG, Cederna PS. Обеспечение осязания протезов рук. Plast Reconstr Surg. 2015; 135:1652–1663. [PubMed] [Google Scholar]
47. Farina D, Aszmann O. Бионические конечности: клиническая реальность и академические обещания. Sci Transl Med. 2014;6:257пс12-257пс12. [PubMed] [Google Scholar]
48. Шулл П.Б., Дамиан Д.Д. Тактильные носимые устройства как сенсорная замена, сенсорная аугментация и тренажер — обзор. J Neuroeng Rehabil. 2015;12:59. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
49. Льюис С., Рассолд М., Дитл Х. (2012) Требования пользователей к сенсорной обратной связи в протезах верхних конечностей. В: 2012 IEEE Int. Симп Мед. Meas Appl MeMeA. IEEE, стр. 1–4.
50. Райт Т.В., Хаген А.Д., Вуд М.Б. Использование протезов при больших ампутациях верхних конечностей. J Hand Surg. 1995; 20: 619–622. [PubMed] [Google Scholar]
51. Лундборг Г., Розен Б. Сенсорная замена в протезировании. Рука Клин. 2001; 17: 481–488. [PubMed] [Академия Google]
52. Ортис-Каталан М., Хаканссон Б., Бранемарк Р. Остеоинтегрированный человеко-машинный шлюз для долгосрочной сенсорной обратной связи и моторного управления протезами. Sci Transl Med. 2014;6:257re6-257re6. [PubMed] [Google Scholar]
53. Tan DW, Schiefer MA, Keith MW, Anderson JR, Tyler J, Tyler DJ. Нейронный интерфейс обеспечивает долговременное стабильное естественное сенсорное восприятие. Sci Transl Med. 2014;6:257ra138-257ra138. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
54. • Rijnbeek EH, Eleveld N, Olthuis W. Обновление электродов для периферических нервов для нейропротезирования с обратной связью. Фронтальные нейроски. 2018;12:350 Обзор последних достижений в области различных типов электродов для стимуляции и регистрации активности периферических нервов для управления нейропротезами конечностей.
55. Christie BP, Freeberg M, Memberg WD, Pinault GJC, Hoyen HA, Tyler DJ, Triolo RJ. Долговременная стабильность электродов-манжет для стимуляции спиральных нервов на периферических нервах человека. J Neuroeng Rehabil. 2017;14:70. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
56. Raspopovic S, Capogrosso M, Petrini FM, et al. Восстановление естественной сенсорной обратной связи в двунаправленных протезах рук в режиме реального времени. Sci Transl Med. 2014;6:222ra19-222ра19. [PubMed] [Google Scholar]
57. Ди Пино Г., Денаро Л., Вадала Г. и др. Инвазивные нейроинтерфейсы: взгляд хирурга. J Surg Res. 2014; 188:77–87. [PubMed] [Google Scholar]
58. Liu J, Fu TM, Cheng Z, Hong G, Zhou T, Jin L, Duvvuri M, Jiang Z, Kruskal P, Xie C, Suo Z, Fang Y, Lieber CM. Шприц-инъекционная электроника. Нац Нанотехнолог. 2015;10:629–636. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
59. Vidal GWV, Rynes ML, Kelliher Z, Goodwin SJ. Обзор интерфейсов мозг-машина, используемых в нейропротезировании, с новым взглядом на соматосенсорную обратную связь с помощью метода разделения сигнала. Научная. 2016;2016:1–10. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
60. Хацопулос Н.Г., Донохью Дж.П. Наука о системах нейронных интерфейсов. Annu Rev Neurosci. 2009; 32: 249–266. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
61. •• Sim K, Rao Z, Zou Z, Ershad F, Lei J, Thukral A, et al. Мягкая незаметная многофункциональная электроника на основе металлооксидных полупроводниковых наномембран для носимых человеко-машинных интерфейсов. Научная реклама 2019;5:eaav9653 Описывает использование ультратонких растягиваемых наномембран и их возможную интеграцию в косметическую «кожу» или перчатку протезов. [бесплатная статья PMC] [PubMed]
62. Antfolk C, D’Alonzo M, Rosén B, Lundborg G, Sebelius F, Cipriani C. Сенсорная обратная связь при протезировании верхних конечностей. Эксперт Rev Med Devices. 2013;10:45–54. [PubMed] [Google Scholar]
63. Hebert JS, Olson JL, Morhart MJ, Dawson MR, Marasco PD, Kuiken TA, Chan KM. Новая методика направленной сенсорной реиннервации для восстановления функциональной чувствительности кисти после трансгумеральной ампутации. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng Publ IEEE Eng Med Biol Soc. 2014;22:765–773. [PubMed] [Академия Google]
64. Хеберт Дж. С., Чан К.М., Доусон М.Р. Кожные сенсорные результаты трех случаев трансгуморальной целенаправленной реиннервации. Протезы Orthot Int. 2016;40:303–310. [PubMed] [Google Scholar]
65. Zuo KJ, Olson JL. Эволюция функциональной замены руки: от железных протезов до трансплантации руки. 2014;22:8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
66. Бранемарк Р., Орнелл Л.О., Нильссон П., Томсен П. Биомеханическая характеристика остеоинтеграции во время заживления: экспериментальное исследование in vivo на крысах. Биоматериалы. 1997;18:969–978. [PubMed] [Google Scholar]
67. Tsikandylakis G, Berlin Ö, Brånemark R. Выживаемость имплантатов, неблагоприятные события и ремоделирование кости остеоинтегрированных чрескожных имплантатов для трансгуморальных ампутантов. Клин Ортоп. 2014; 472:2947–2956. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
68. Jönsson S, Caine-Winterberger K, Brånemark R. Остеоинтеграционные ампутационные протезы на верхних конечностях: методы, протезирование и реабилитация. Протезы Orthot Int. 2011;35:190–200. [PubMed] [Академия Google]
69. Якобс Р., Бранемарк Р., Олмаркер К., Ридевик Б., Ван Стенберг Д., Бранемарк П.И. Оценка уровня порога психофизической детекции вибротактильной и напорной стимуляции протезов конечностей с использованием костной или мягкотканной опоры. Протезы Orthot Int. 2000; 24:133–142. [PubMed] [Google Scholar]
70. Hagberg K, Brånemark R, Gunterberg B, Rydevik B. Остеоинтегрированные трансбедренные ампутационные протезы: проспективные результаты общего и специфического качества жизни у 18 пациентов через 2 года наблюдения. вверх. Протезы Orthot Int. 2008;32:29–41. [PubMed] [Google Scholar]
71. Лундборг Г., Брнемарк П.И., Розен Б. Остеоинтегрированные протезы большого пальца: концепция фиксации пальцевых протезов. J Hand Surg. 1996; 21: 216–221. [PubMed] [Google Scholar]
72. Лундборг Г., Уэйтс А., Бьоркман А., Розен Б., Ларссон Э.М. Функциональная магнитно-резонансная томография показывает корковую активацию при сенсорной стимуляции остеоинтегрированного протеза большого пальца. Scand J Plast Reconstr Surg Hand Surg. 2006; 40: 234–239. [PubMed] [Академия Google]
73. Brånemark R, Berlin O, Hagberg K, Bergh P, Gunterberg B, Rydevik B. Новая остеоинтегрированная чрескожная протезная система для лечения пациентов с трансфеморальной ампутацией: проспективное исследование 51 пациента. Боун Дж. Дж. 2014; 96-B: 106–113. [PubMed] [Google Scholar]
74. (2018) Система имплантатов e-OPRA для пациентов с ампутированными конечностями. В: ClinicalTrials.gov. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/{«type»:»clinical-trial»,»attrs»:{«text»:»NCT03720171″,»term_id»:»NCT03720171″}}NCT03720171. По состоянию на 4 ноября 2019 г..
75. Mastinu E, Clemente F, Sassu P, Aszmann O, Brånemark R, Håkansson B, Controzzi M, Cipriani C, Ortiz-Catalan M. Контроль захвата и координация движений с имплантированными и поверхностными электродами при захвате остеоинтегрированным протезом руки . J Neuroeng Rehabil. 2019;16:49. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
76. Putrino D, Wong YT, Weiss A, Pesaran B. Учебная платформа для многомерных протезов с использованием среды виртуальной реальности. J Neurosci Методы. 2015; 244:68–77. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
77. Перри Б.Н., Армигер Р.С., Ю.К.Е., Алаттар А.А., Моран К.В., Вольде М., МакФарланд К., Паскина П.Ф., Цао Дж.В. Виртуальная интеграционная среда как передовая платформа для обучения протезированию конечностей. Фронт Нейрол. 2018;9:785. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
78. Winslow BD, Ruble M, Huber Z. Mobile, игровое обучение управлению миоэлектрическим протезом. Фронт Биоэнг Биотехнолог. 2018;6:94. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
79. Melero M, Hou A, Cheng E, Tayade A, Lee SC, Unberath M, Navab N. Upbeat: танец под управлением дополненной реальности для протезной реабилитации верхней конечности ампутанты. J Здравоохранение Eng. 2019;2019:1–9. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
6 прорывов в технологии протезирования, которые могут изменить жизнь
Дата публикации
Автор Марк Смит- От протезов до экзоскелетов, область протезирования бурно развивается благодаря новым технологиям, разработанным для улучшения качества жизни пациентов.
- Технология, используемая для протезов конечностей, теперь включает 3D-печать, имплантаты устройств, инструменты цифрового дизайна и многое другое.
- По мере того, как ученые узнают больше о том, как функционирует человеческое тело, протезы конечностей начнут ощущаться и вести себя как настоящие.
Настало горячее время для участия в технологии и разработке протезов, отмеченное квантовыми скачками в исследованиях и понимании того, как работают человеческие тела и мозг.
Аддитивное производство, или 3D-печать, снизило затраты на прототипирование, настройку и производство протезов, а достижения в области неврологии позволили раскрыть дразнящие подсказки о том, как мозг обрабатывает ощущения прикосновения, давления, температуры и боли. От протезов рук, которые могут воспроизводить 100 различных ощущений, до экзоскелетов, которые реагируют на изменение рельефа в режиме реального времени — потенциальное благо для пациентов с травмами спинного мозга — ученые изучают способы заставить протезы ощущаться и вести себя как настоящие. И по мере того, как улучшаются эти вспомогательные технологии, улучшается и жизнь людей.
1. 3D-печатные протезы улучшают жизнь в беднейших регионах мираМиллионы людей пострадали от потери конечностей, но недавние исследования Всемирной организации здравоохранения показывают, что только 10% из них имеют доступ к протезам забота. Даже имея доступ, многие пациенты сталкиваются с тяжелой борьбой с высокими затратами и социальной стигматизацией. Вот тут-то и появляется некоммерческая организация LimbForge: она хочет использовать 3D-печать для снижения затрат, чтобы люди в развивающихся странах могли ощутить изменяющие жизнь эффекты высококачественных протезов конечностей. «Речь идет не только о создании устройства, — говорит Сэм Хобиш, креативный директор и ведущий UX-дизайнер LimbForge. «Речь идет о том, чтобы научиться его использовать, принять его как часть своего тела и чувствовать себя комфортно, показывая его другим людям».
2. Новые протезы, управляемые мыслью, восстанавливают осязание сцена, которая заставила многих зрителей задуматься, когда научная фантастика может стать реальностью. Теперь, более чем через 40 лет после того, как была снята эта сцена, исследователи из Университета штата Юта, используя протез руки, названный, как вы уже догадались, LUKE, нашли способ восстановить более 100 ощущений у людей с ампутированными конечностями. Вживляя устройство в остаточные нервы человека, а также электроды, помещенные в мышцы, исследователи создали информационную петлю, которая затем преобразуется в сигналы, которые мозг распознает как ощущения прикосновения. 3. Нейропротезирование и будущее искусственного осязания«В конце концов, у нас будет протез, который будет приближаться по ловкости к человеческой руке», — говорит доктор Слиман Бенсмайя, доцент кафедры биологии и анатомии организмов в Чикагский университет, в подкасте Curiosity.com. Для того, чтобы это сделать, ученым потребуется более глубокое понимание того, как человеческий мозг обрабатывает сигналы, подобные тем, которые бросаются вам в голову, когда вы случайно хлопаете пальцами по дверце автомобиля. «Вы можете спросить: «Ну, управлять рукой-роботом достаточно сложно — зачем вам заставлять ее чувствовать?» .
4. Первая австралийская лапа, напечатанная на 3D-принтере, помогает борзой Милли снова бежать Она жила полной и комфортной жизнью, но, потратив почти 10 000 долларов на протезы лап, которые постоянно нуждались в замене, Дьеппес поняли, что им нужно найти другое решение. Используя Autodesk Fusion 360 и объединившись с магазином 3D-печати в Квинсленде, Диппезы смогли экспериментировать с проектами, не беря на себя дорогостоящие производственные затраты. Самое главное, конечный результат стал хитом для Милли, которая теперь может бегать сколько душе угодно. Милли с гордостью моделирует один из своих прототипов протезов. 5. Картирование активности мозга для улучшения дизайна протезов мозг играет при ходьбе. Современные протезы не могут приспосабливаться к изменяющейся местности в режиме реального времени, но исследователи считают, что добавление активности мозга позволит пользователям увеличить диапазон движений (и даже возможность заниматься спортом). «Выглядит так легко ходить», — говорит Хосе Луис Контрерас-Видаль, профессор электротехники и вычислительной техники Университета Каллена в UH. — Но реальность другая. Контрерас-Видаль предсказывает, что полученные результаты могут привести к созданию экзоскелетов с электроприводом и инвалидных колясок, что даст людям с травмами спинного мозга больше свободы и улучшит качество жизни. 6. Ambionics Tests Протезы для детей, напечатанные на 3D-принтереЛюбой, у кого есть дети, подтвердит, что дети так быстро вырастают из своей одежды, что часто единственный способ обуздать расходы — это воспользоваться преимуществами ручной работы. -падения. Но что, если вашему ребенку нужен протез? Один отец, Бен Райан, столкнулся с этой дилеммой вместе со своим сыном Салом, поэтому он опирался на свой опыт изобретателя, а также на мощь инструментов цифрового проектирования и 3D-печати, чтобы создавать конечности, которые можно построить за считанные дни и в кратчайшие сроки. часть нормальной стоимости.
Эта статья была обновлена. Первоначально он был опубликован в январе 2018 года.
Об авторе
Марк Смит — писатель, редактор и музыкант из Беллингема, штат Вашингтон.
Больше контента от Марка Смита
Протезная техника | Arm Dynamics
Пассивные протезы
Новейшие технологии пассивных протезов обеспечивают улучшение функций и внешнего вида. Некоторые из доступных вариантов:
Индивидуальные силиконовые реставрации
Эти косметические протезы изготовлены из прозрачной силиконовой перчатки, окрашенной художником так, чтобы она идеально соответствовала имеющемуся у вас оттенку кожи, волосам на теле, веснушкам и другим природным особенностям — татуировки и другие уникальные произведения искусства также могут быть включены для еще большего индивидуального самовыражения. Наши художники-протезисты имеют многолетний опыт работы в этом уникальном и кропотливом виде живописи.
Многопозиционные суставы
Включая многопозиционные суставы в пассивный протез, пользователь может здоровой рукой позиционировать плечо, локоть, запястье или пальцы протеза, чтобы ему было легче держать или переносить что-либо . Многопозиционные пальцы могут восстановить способность хватать мелкие предметы, такие как чашки, банки, ручки кастрюль или даже руку любимого человека.
Point Digit
Недавно выпущенный Point Designs для пациентов с частичной ампутацией кисти и пальцев, Point Digit с храповым механизмом представляет собой прочный шарнирный протез пальца с высокотехнологичным металлическим внешним видом. Обычно они устанавливаются на корпус из углеродного волокна с внутренним гнездом из мягкого силикона и могут заменить до четырех пальцев на одной руке. Пользователь позиционирует Point Digits, прижимая кончики пальцев к твердой поверхности до степени сгибания, необходимой для конкретного объекта или задачи. Point Digits можно комбинировать с индивидуальной силиконовой реставрацией, чтобы они выглядели и двигались как настоящая кожа, плавно изгибаясь в суставах пальцев.
Point Digit
Демонстрационное видео
Нажмите, чтобы воспроизвести
Титановые титановые пальцы
Титановые пальцы — еще одна пассивная технология, облегчающая человеку с частичной или полной потерей пальца удержание или переноску чего-либо путем ручного позиционирования сустав устройства до желаемого уровня сгибания. Титан очень прочен и выпускается в различных размерах, чтобы удовлетворить потребности каждого отдельного пациента.
Протез без покрытия GripLock Finger™
GripLock Finger™ — элегантное решение Naked Prosthetics для ампутаций проксимальнее пястно-фалангового сустава. Исправные нейлоновые обтекатели и силиконовые накладки обеспечивают бесшовную эстетику и улучшенную стабильность захвата, а также предотвращают появление царапин на чувствительных поверхностях и объектах, с которыми работает пользователь. Конструкция GripLock Finger™ представляет собой сочетание обработанного алюминия и термообработанной и закаленной нержавеющей стали.
Протезы с питанием от тела
Протезы с питанием от тела — это полезные инструменты, которые могут восстановить способность поднимать и хватать предметы и помогать здоровой руке пользователя.
Движения плеча, плеча и грудной клетки фиксируются системой ремней и тросов и используются для открывания и закрывания крюка или руки, аналогично тому, как работает система ручного тормоза велосипеда. По мере того, как пользователи привыкают к ощущению переменного натяжения кабеля, они могут лучше ощущать положение конечности и степень открытия оконечного устройства. Крючки могут быть изготовлены из алюминия, стали или титана и могут быть покрыты резиной для лучшего захвата. Сила захвата крючка произвольного открывания определяется количеством резиновых лент, удерживающих крючок закрытым.
К компонентам протеза с питанием от тела относятся:
- Индивидуальная головка
- Терминальное устройство, такое как крюк или рука
- Браслет A
- Система жгутов и тросов
- Протезы выше локтя будут включать локтевой блок
- Плечевой экзартикуляционный протез включает локтевой и плечевой суставы
Многим людям с ампутированными конечностями нравится долговечность и основные функции протезов с приводом от тела, и они считают их особенно полезными для работы на открытом воздухе, в суровых или влажных условиях. Пользовательский силиконовый интерфейс может повысить комфорт пользователя и доступен в широком диапазоне цветов.
Миоэлектрическая технология
Миоэлектрическая технология верхних конечностей использует электрические сигналы, генерируемые мышцами культи, для управления движениями протеза. Когда пользователь сокращает определенные мышцы, поверхностные электроды в гнезде обнаруживают сигналы мышц и отправляют их на контроллер, который запускает крошечные моторы с батарейным питанием для движения пальцев, кисти, запястья или локтя.
К преимуществам миоэлектрических протезов относятся более интуитивное управление протезом, повышенная сила захвата, доступ к различным схемам захвата и более естественные движения рук.
Миоэлектрические технологии доступны для всех степеней потери верхних конечностей.
Myoelectric Fingers
Электрические пальцевые решения для пациентов с ампутацией пальцев состоят из протезов пальцев с индивидуальным приводом, которые могут сгибаться, касаться, брать и указывать. Решения с электрическими пальцами изготавливаются по индивидуальному заказу, чтобы заменить любые отсутствующие пальцы и работать в гармонии с любыми оставшимися пальцами.
Миоэлектрические кисти
Многошарнирные миоэлектрические кисти различных размеров и конфигураций предлагаются различными производителями. Некоторые из самых популярных устройств:
- Рука Таска
- Бебионик
- Я-конечность
- Рука Микеланджело
Myoelectric Arms and Elbows
Dynamic Arm Elbow
Протез DynamicArm Elbow включает в себя мощный электродвигатель в сочетании с муфтой Vario Drive для облегчения сгибания и разгибания локтя и может выдерживать нагрузку до 11 фунтов. Он сочетается с протезом руки SensorHand Speed и оснащен системой автоматической балансировки предплечья, которая экономит энергию и делает протез более естественным.
Рука Utah
Надежная рука Utah 3 обеспечивает одновременное электронное управление кистью и локтем, легкое разгибание локтя, режим свободного маха, опциональное вращение запястья и доступна в черном, коричневом и коричневом цветах.
Utah Arm 3+ предлагает те же функции, что и Utah 3, с добавлением «системы двойной блокировки», бесшумного свободного хода и беспроводной связи Bluetooth.
Целенаправленная реиннервация мышц (ПМР)
Целенаправленная реиннервация мышц, обычно называемая «ПМР», представляет собой сложную хирургическую процедуру для лиц с ампутацией руки на высоком уровне, при которой берут нервы, ранее предназначенные для движения кисти, запястья или локтя, и соединяют их в соседние мышцы, резко усиливая нервные сигналы с целью предоставить пользователям «мысленный контроль» их миоэлектрического протеза.
Современные миоэлектрические протезы для надлоктевого и плечевого уровней экзартикуляции обеспечивают до трех степеней свободы:
- Сгибание и разгибание в локтевом суставе
- Поворот запястья внутрь или наружу
- Открытие и закрытие ручного или электронного терминального устройства
Эти движения обычно контролируются по одному электрическими сигналами от одного или двух участков мышц (известных как «участки ЭМГ») в области культи или верхней части плеча.
Хирургия ПМР создает дополнительные участки ЭМГ, которые контролируются отчетливыми и интуитивными мышечными сокращениями, некоторые из которых могут происходить одновременно и с меньшими умственными усилиями. В сочетании с трудотерапией результатом является высокий уровень интуитивного контроля, который может значительно улучшить функциональное использование протеза.
Эта расширенная функциональность еще более важна сейчас, когда исследователи и производители протезов вкладывают огромные усилия в создание дополнительных степеней свободы в протезных системах, что потребует дополнительных участков ЭМГ, чтобы полностью реализовать их растущую сложность и возможности.
Остеоинтеграция
Остеоинтеграция (ОИ) — это хирургическая процедура, которая позволяет людям с ампутированными конечностями прикреплять протез непосредственно к кости остаточной конечности с помощью титанового имплантата, устраняя необходимость в гильзе.
Делая возможным безопасное крепление протеза непосредственно к телу без использования гнезда, OI улучшает жизнь людей с ампутированными конечностями во всем мире благодаря комфорту и естественному движению протеза OI.
Несмотря на то, что ОИ проводится в Европе уже несколько лет, в США она стала доступна только недавно после получения ограниченного одобрения FDA
Это ограниченное разрешение позволяет в настоящее время подвергать ОИ только ветеранам вооруженных сил с потерей нижних конечностей, но мы внимательно следим за этими разработками, чтобы, когда эта многообещающая новая технология станет более широко доступной, наши пациенты были среди первым получить пользу.
Рука LUKE
Рука LUKE от Mobius Bionics — это самый совершенный протез на рынке и единственный коммерчески доступный протез с приводным плечом (до 10 приводных суставов), позволяющий человеку с ампутацией на уровне плеча достигать более их голова.
Компания Arm Dynamics недавно провела одно из первых испытаний руки LUKE для гражданских лиц. Наш пациент, Стив Браун, был поражен интуитивно понятным интерфейсом управления движением руки LUKE и ее уникальной способностью протягивать руку и брать предметы выше плеча (что невозможно с существующими протезами руки высокого уровня). По словам Стива, Luke Arm «…изменит жизнь будущего тех, кто потерял верхнюю конечность».
Luke Arm имеет интуитивно понятную беспроводную систему управления ногой, называемую «IMU», которая размещается на обуви пользователя и считывает наклон стопы, интерпретируя каждое движение и управляя функциями руки. Запястье плавно сочетает сгибание и разгибание с локтевым и радиальным отклонением, что позволяет пользователям захватывать предметы выше головы или ниже талии, удерживая руку на одном уровне. Варианты захвата для руки включают в себя силовой захват, захват инструмента, мелкое сжатие в закрытом положении, точное сжатие в открытом положении, боковое сжатие и захват с патроном.
Протезные технологии: будущее уже наступило
Мозговая робототехникаПодумайте, как изменились развлекательные технологии за последние десять лет.
Если в 2011 году вы хотели, чтобы ваши любимые песни были доступны по запросу, вам приходилось собирать их самостоятельно и записывать на компакт-диск. Чтобы запоем посмотреть сериал, нужно было ждать выхода бокс-сета спустя годы после выхода в эфир. Подкасты и YouTube действительно существовали, но сборы были болезненно скудными. И чтобы увидеть последний блокбастер вселенной Marvel, вы либо купили билет, либо месяцами ждали выхода Netflix.
Сегодня вы можете загружать весь этот контент по запросу на одно доступное устройство, которое помещается в вашей руке и действует по голосовым командам. На смену неуклюжим старым механизмам пришла интегрированная система доставки, гибкая, интуитивно понятная и быстро реагирующая.
Через десять лет мы, возможно, будем наблюдать аналогичную эволюцию протезных технологий. Какими бы продвинутыми ни были современные устройства, они непомерно дороги для многих людей с ампутированными конечностями и часто имеют крутую кривую обучения. Но на горизонте появилось новое поколение протезов, которые обещают большую доступность и простоту использования, а также потенциал для того, чтобы интегрироваться в нашу жизнь так же легко, как смартфон.
СВОИ СОБСТВЕННЫЕ РАЗУМЫНа протяжении всего этого века протезы становились умнее. Но теперь технология выходит за рамки интеллекта и приближается к чему-то более похожему на осознание. Машины следующего поколения не только улучшат функции людей с ампутированными конечностями, но и восстановят чувства, достигнув такого типа интеграции разума и тела, который ранее существовал только в научно-фантастических фильмах и видеоиграх. Вот быстрый взгляд на то, что может быть сразу за поворотом.
Устройства, которые думают Томассо Ленци сЦентр робототехники штата Юта
«Я не играл в компьютерные игры шесть лет», — сказал Кэри Дюваль, Washington Post , в интервью Washington Post Это было до того, как он начал работать с футуристической миоэлектрической рукой BrainRobotics, которая использует алгоритм машинного обучения для преобразования мышечных сигналов в точные движения. Говорят, что диапазон жестов и степень контроля устройства зашкаливают — оно позволяло Дювалю ловко манипулировать мышью и клавиатурой. Другой бета-тестер играл на пианино, держа руку.
Журнал Time назвал протез BrainRobotics одним из лучших изобретений 2019 года и получил награду Top Tech на выставке Consumer Electronics Show 2020. Рука находится на рассмотрении FDA, одобрение ожидается в 2021 году. Ожидается, что когда она появится на рынке, рука BrainRobotics будет стоить относительно доступную сумму от 10 000 до 15 000 долларов.
Люди с ампутированными конечностями, не отчаивайтесь: система Utah Bionic Leg позволяет добиться таких же реалистичных результатов, но с другим подходом. Вместо того, чтобы принимать сигналы от мышечных импульсов, этот суперумный протез, по сути, читает ваши мысли. Постоянно отслеживая свою траекторию по отношению к вашему телу и земле, нога предвосхищает ваши движения, обеспечивая плавную, непринужденную походку, которая ощущается синхронизированной, а не отстает от нее на долю секунды.
Этот проект, разработанный Томассо Ленци в Центре робототехники штата Юта, недавно получил почти 3 миллиона долларов нового финансирования от Национального научного фонда и Национальных институтов здравоохранения (NIH). До коммерческого релиза еще несколько лет, но он немного опережает аналогичный проект, реализуемый в штате Северная Каролина. Пусть победит самая умная нога!
Чувствующие устройства Francesco Petrini, Össur и SensArs Neuroprosthetics«Умные» протезы отлично справляются с приемом и обработкой сигналов мозга. Нейропротезы открывают второй канал связи: они не только слышат команды мозга, но и посылают информацию обратно.
Вот как это работает. Протез оснащен электронными датчиками, которые непрерывно передают беспроводные сигналы о положении, контакте, силе и других переменных. Эти сигналы принимаются электродами, имплантированными в культю человека с ампутированной конечностью и обернутыми вокруг основного нерва (также называемого периферическим нервом). Оттуда обратная связь передается в мозг по обычным нервным путям, что позволяет пользователю «чувствовать» протез.
Это именно то ощущение, о котором сообщали первые испытатели SENSY, нейропротеза ноги, который совместно разрабатывается Össur и итальянской компанией SensArs Neuroprosthetics. Устройство прошло предварительные испытания в прошлом году: участники сообщили об улучшении баланса, более надежной опоре, меньшей усталости и уменьшении фантомной боли. В настоящее время проводится полномасштабное клиническое исследование, результаты которого ожидаются в следующем году.
Клинические результаты также ожидаются в 2022 году от Ripple Neuro из Юты, которая направляет 2 миллиона долларов из финансирования NIH на нейропротезную ногу, в которой используется тот же подход, что и в SENSY. Компания также сотрудничает с Университетом штата Юта, чтобы применить эту концепцию, чтобы наделить нейропротезные руки осязанием.
РАЗРУШАТЕЛИ И ДИСПЕНСЕРЫМенее половины людей с ампутированными конечностями в США сегодня имеют доступ к протезам. Во всем мире этот показатель ниже 10 процентов. Поскольку так много людей остались за бортом революции в передовых технологиях протезирования, наибольшее влияние на будущее жизни с потерей конечностей может оказать параллельная революция, направленная на то, чтобы сделать устройства более доступными и широко доступными. Познакомьтесь с некоторыми из ключевых лидеров этого движения.
Factory DirectНесмотря на весь ажиотаж вокруг Истона Лашаппеля, 25-летний изобретатель только начинает. С тех пор как несколько лет назад в подростковом возрасте он разработал свою бионическую руку, он получил одобрение тогдашнего президента Барака Обамы, попал в список журнала Forbes среди 30 молодых предпринимателей в возрасте до 30 лет и стал партнером Microsoft и Министерства обороны США. В прошлом году его трехлетняя компания Unlimited Tomorrow появилась на Inc.0224 журнала «Лучшие в бизнесе» список самых инновационных фирм страны.
Easton LaChappelle, Unlimited TomorrowЭто большое признание для стартапа, чей первый продукт, напечатанный на 3D-принтере протез руки под названием TrueLimb, был выпущен всего девять месяцев назад. Но основная инновация Unlimited Tomorrow заключается не в продукте, а в процессе. Компания продвигает TrueLimb, используя подход, ориентированный непосредственно на потребителя, который полностью минует страховщиков и тех, кто ухаживает за протезами. Вы сканируете собственную культю, используя оборудование, которое компания доставляет вам домой. Подгонка осуществляется посредством удаленной консультации с одним из инженеров TrueLimb, и у вас есть возможность оплатить в рассрочку по выгодной цене.
Такая эффективность позволяет Unlimited Tomorrow устанавливать цены на TrueLimb намного ниже, чем у конкурентов известных брендов. Они также дают потребителям ощущение расширения возможностей. Многие протезисты по понятным причинам думают по-другому: они обеспокоены тем, что Unlimited Tomorrow претендует на удовлетворение медицинских потребностей с помощью устройства, которое не подкреплено никаким вкладом клинических экспертов. «Всегда будет нужен обученный специалист по протезированию, чтобы подобрать и оптимизировать эту новую технологию», — сказал Джеральд Старк, сертифицированный протезист и старший клинический специалист Ottobock. 0223 O&P EDGE .
Лашапель отмечает, что он консультировался с медицинскими/клиническими экспертами на каждом этапе разработки TrueLimb. «У нас есть надежный клинический консультативный совет и клиницисты в штате», — говорит он. А некоторые протезисты видят в модели Лашапеля возможность расширить свой бизнес и помочь большему количеству людей с ампутированными конечностями. «3D-печать будет становиться все лучше, дешевле и все более распространенной в своих O&P-приложениях», — пишет сертифицированный протезист Джеремайя Уронис. «Единственный способ действий для нас — стать более активными участниками прикладного использования 3D-печати в O&P».
Нет страховки? Нет проблем.Потеряв правую руку ниже локтя в 2017 году, Нейт Манро увидел систему здравоохранения США другими глазами. «Я понял, что живу в стране первого мира для людей со страховкой, — сказал он в интервью в прошлом году, — но в развивающейся стране для тех, у кого нет страховки».
e-NABLE и Нейт МанроНе имея возможности удовлетворять свои потребности в протезах по обычным каналам, Манро — опытный инженер-консультант — присоединился к глобальной «акратии» сообщества людей, потерявших конечности: e-NABLE. Компания e-NABLE, основанная в 2012 году самоучкой, увлекающейся 3D-печатью, превратилась во всемирный коллектив разработчиков протезов «сделай сам», которые делятся идеями, избегают прибыли и предлагают решения для людей с ампутированными конечностями, стоимость которых выше, чем на обычном рынке. .
«Мы хотим быть уверены, что предлагаем простые и недорогие решения только тогда, когда они действительно являются решениями», — сказал соучредитель e-NABLE Джон Шулл The O&P EDGE в 2015 году. Бывший профессор Рочестерского технологического института, Шулл считает, что массовые инициативы, подобные его, должны дополнять, а не конкурировать с индустрией O&P. Он пытается наладить партнерские отношения, которые помогут продуктам e-NABLE получить более широкое клиническое признание среди протезистов.
Работа Манро предлагает шаг в этом направлении. Он провел последние пару лет, разрабатывая систему No-Insurance Optimized Prosthetic (NOIP), пятиступенчатую модульную руку, которая подняла технические стандарты в каталоге e-NABLE на новый уровень. «Забавно, что было проще создать целую линейку протезов, чем работать в сломанной системе здравоохранения, в которой доминирует страховая отрасль», — говорит Манро. «Это препятствие стало источником вдохновения для разработки прорывной технологии для вывода на рынок — в некотором смысле протест, но также и решение».
Один размер подходит всемБудучи аспирантом Северо-Западного университета и Массачусетского технологического института, Эллиот Роуз был раздражен отсутствием координации между исследователями в области бионического протезирования. Каждая лаборатория использовала свою собственную аппаратную систему, что требовало высоких начальных затрат и создавало беспорядок систем, который мешал исследователям делиться знаниями и опираться на открытия друг друга.
Мичиганский университетФакультет машиностроения
Итак, взяв страницу из учебника e-NABLE, Роуз разработала базовый план и свободно поделилась им. Опубликованная в октябре прошлого года в журнале Nature Biomedical Engineering , Open Source Leg (OSL) включает в себя самое современное оборудование, системы управления с искусственным интеллектом и базовые данные о производительности, собранные лабораторией Ширли Райан. OSL дает будущим исследователям новую, стандартизированную основу для построения, открывая при этом двери для новых возможностей сотрудничества с врачами, физиотерапевтами, спортивными тренерами и другими экспертами.
«Это позволит исследователям эффективно решать задачи, связанные с управлением бионическими ногами, в различных сферах деятельности в лаборатории и в обществе, — говорит Роуз, — и позволит новым исследователям из смежных областей разрабатывать инновационные стратегии управления».
«Лаборатория OSL эффективно снижает входные барьеры для исследователей», — добавляет Леви Харгроув, директор отдела биомедицины лаборатории Ширли Райан. «Это система plug-and-play, которая позволяет ученым избежать затрат на исследования и разработки в миллионы долларов и немедленно приступить к испытаниям протезов».
По сути, OSL будет делать для исследователей то же, что e-NABLE делает для людей с ампутированными конечностями — снижать затраты и расширять доступ во имя прогресса. «Это представляет собой будущее исследований», — говорит Роуз.
Теги: БионикаМозгРобототехника-NABLEИстон ЛаШапельЭллиот РоузДжеральд СтаркЗдоровье и МедицинаДжейкоб СегилДжон ШуллНейт МанронейропротезированиеПротезы с открытым исходным кодомНаука и технологииСенсАрс НейропротезированиеShirley Ryan Ability LabSusannah EngdahlTodd KuikenUnlimited Tomorrow
Магниты могут обеспечить лучший контроль протезов конечностей | MIT News
Для людей с ампутацией, у которых есть протезы конечностей, одной из самых больших проблем является управление протезом, чтобы он двигался так же, как естественная конечность. Большинство протезов контролируются с помощью электромиографии, способа регистрации электрической активности мышц, но этот подход обеспечивает лишь ограниченный контроль над протезом.
Исследователи из Медиа-лаборатории Массачусетского технологического института разработали альтернативный подход, который, по их мнению, может обеспечить более точное управление протезами конечностей. После введения небольших магнитных шариков в мышечную ткань внутри ампутированного остатка они могут точно измерить длину мышцы во время ее сокращения, и эта обратная связь может быть передана бионическому протезу в течение миллисекунд.
В новом исследовании, опубликованном сегодня в Science Robotics , исследователи протестировали свою новую стратегию, называемую магнитомикрометрией (ММ), и показали, что она может обеспечить быстрые и точные измерения мышц у животных. Они надеются протестировать этот подход на людях с ампутацией в течение следующих нескольких лет.
«Мы надеемся, что ММ заменит электромиографию в качестве основного способа связи периферической нервной системы с бионическими конечностями. И у нас есть такая надежда из-за высокого качества сигнала, которое мы получаем от MM, а также того факта, что он минимально инвазивен и имеет низкие нормативные барьеры и стоимость», — говорит Хью Херр, профессор медиаискусства и науки, руководитель отдела биомехатроники. группа в Медиа-лаборатории и старший автор статьи.
Кэмерон Тейлор, постдоктор Массачусетского технологического института, является ведущим автором исследования. Среди других авторов — постдоктор Массачусетского технологического института Шрия Шринивасан, аспирант Массачусетского технологического института Сон Хо Ён, профессор экологии и эволюционной биологии Брауновского университета Томас Робертс и постдоктор Брауна Мэри Кейт О’Доннелл.
Точные измерения
С помощью существующих протезов электрические измерения мышц человека получают с помощью электродов, которые можно либо прикрепить к поверхности кожи, либо имплантировать в мышцу хирургическим путем. Последняя процедура является высокоинвазивной и дорогостоящей, но обеспечивает несколько более точные измерения. Однако в любом случае электромиография (ЭМГ) дает информацию только об электрической активности мышц, а не об их длине или скорости.
«Когда вы используете контроль на основе ЭМГ, вы смотрите на промежуточный сигнал. Вы видите, что мозг говорит мышце делать, но не то, что она делает на самом деле», — говорит Тейлор.
Новая стратегия Массачусетского технологического института основана на идее, что если датчики смогут измерять работу мышц, эти измерения обеспечат более точное управление протезом. Для этого исследователи решили вставить в мышцы пары магнитов. Измеряя, как магниты движутся относительно друг друга, исследователи могут рассчитать, насколько сильно сокращаются мышцы и скорость сокращения.
Два года назад Герр и Тейлор разработали алгоритм, который значительно сократил время, необходимое датчикам для определения положения маленьких магнитов, встроенных в тело. Это помогло им преодолеть одно из основных препятствий на пути использования ММ для управления протезами, а именно большую задержку для таких измерений.
В новой статье Science Robotics исследователи проверили способность своего алгоритма отслеживать магниты, вставленные в икроножные мышцы индеек. Магнитные шарики, которые они использовали, имели диаметр 3 миллиметра и были вставлены на расстоянии не менее 3 сантиметров друг от друга — если они ближе, чем это, магниты имеют тенденцию мигрировать навстречу друг другу.
Используя массив магнитных датчиков, размещенных на внешней стороне ног, исследователи обнаружили, что они могут определять положение магнитов с точностью до 37 микрон (около ширины человеческого волоса), когда они перемещают голеностопные суставы индюков. Эти измерения могут быть получены в течение трех миллисекунд.
Для управления протезом эти измерения могут быть введены в компьютерную модель, которая прогнозирует, где в пространстве будет находиться фантомная конечность пациента, на основе сокращений оставшихся мышц. Эта стратегия заставит протез двигаться так, как этого хочет пациент, в соответствии с мысленной картиной положения его конечности, которую он представляет.
«С помощью магнитомикрометрии мы напрямую измеряем длину и скорость мышцы, — говорит Герр. «Благодаря математическому моделированию всей конечности мы можем вычислить целевые положения и скорости протезных суставов, которыми нужно управлять, а затем простой роботизированный контроллер сможет управлять этими суставами».
Мышечный контроль
В течение следующих нескольких лет исследователи надеются провести небольшое исследование на людях, перенесших ампутацию ниже колена. Они предполагают, что датчики, используемые для управления протезами конечностей, могут быть размещены на одежде, прикреплены к поверхности кожи или прикреплены к внешней стороне протеза.
MM также можно использовать для улучшения мышечного контроля, достигаемого с помощью метода, называемого функциональной электрической стимуляцией, который в настоящее время используется для восстановления подвижности у людей с травмами спинного мозга. Другим возможным применением такого магнитного управления может быть управление роботизированными экзоскелетами, которые можно прикрепить к лодыжке или другому суставу, чтобы помочь людям, перенесшим инсульт или развившим другие виды мышечной слабости.
«По сути, магниты и экзоскелет действуют как искусственные мышцы, которые усиливают работу биологических мышц конечности, пораженной инсультом», — говорит Херр. «Это похоже на усилитель руля, который используется в автомобилях».
Еще одним преимуществом ММ-доступа является то, что он минимально инвазивен. По словам Герра, однажды вставленные в мышцу, бусины могут оставаться на месте в течение всей жизни без необходимости замены.
Исследование финансировалось Фондом Салаха, Консорциумом медиа-лабораторий Массачусетского технологического института, Национальным институтом здравоохранения и Национальным научным фондом.
Как новые технологии улучшили современные протезы улучшенные алгоритмы обучения, а также более компактные, быстрые и мощные двигатели.
Значительный прогресс достигнут в области протезирования, и большая заслуга в этом принадлежит таким технологиям, как робототехника, интерфейсы мозг-компьютер и трехмерная печать. Новые технологии, которые позволяют людям с ампутированными конечностями использовать свои протезы интуитивно, используют искусственный интеллект и машинное обучение. Системы искусственного интеллекта улавливают несколько команд из мозга, используя множество датчиков, имплантированных в культю отрубленной конечности. Идея использования искусственного интеллекта в роботизированном протезировании заключается в том, что алгоритм анализирует нервные сигналы от мышц пациента, позволяя более точно управлять протезом. Исследователи разработали усовершенствованные протезы конечностей, управляемые мозгом, которые объединяют массивы электродов, вставленные в мозг, нервы или мышцы, для расшифровки сообщений между мозгом и конечностями, которые регулируют движения, позволяя мозгу пользователей управлять базовыми движениями.
Современные протезные системы все еще находятся на экспериментальной стадии, и продолжаются исследования по максимально возможному устранению помех. Исследователи из Швеции изучают новый вид управляемого разумом протеза руки, который может значительно улучшить жизнь пациентов, потерявших конечности. Используемая здесь технология включает в себя имплантацию электродов, которые улавливают сигналы мозга, помогая людям двигаться, чувствовать и использовать новую конечность естественным, интуитивно понятным образом; например, если человек хочет пошевелить пальцем, протез пальца движется.
Разнообразные стартапы, связанные с протезированиемOpen Bionics
Компания Open Bionics, разработанная и изготовленная в Великобритании, представила « The Hero Arm », который представляет собой легкий и дешевый миоэлектрический протез ниже локтя. взрослых и детей в возрасте 8 лет, и теперь он доступен более чем в 800 местах в США, Великобритании, Европе, Австралии и Новой Зеландии. Благодаря универсальной функциональности и эффектному внешнему виду, Hero Arm — самый доступный в мире протез руки с несколькими захватами .
Компания использует 3D-технологии для сканирования конечностей и создания руки героя с использованием прочного нейлона 12 и интеллектуальных алгоритмов. Полный протез надежен, а специальные датчики Hero Arm обнаруживают движения мышц, позволяя управлять бионической рукой с интуитивной реалистичной точностью. Кроме того, тактильные вибрации, звуковые сигналы, кнопки и светодиоды обеспечивают полезную обратную связь для управления движениями протеза руки. Кроме того, эта бионическая рука может поднимать до 8 кг и имеет долговечные батареи с элегантным дизайном.
Группа исследователей изучила ряд технологических потребностей, которые следует учитывать при создании миоэлектрического протеза. Дизайн должен включать перцептивный контроль для улучшения целенаправленного восприятия сигналов ЭМГ от скелетных мышц, что может быть достигнуто путем умиротворения потока сигналов от поверхностных электродов к контроллеру. Поток сигнала классифицируется для правильного отслеживания намерений пользователя с помощью поверхностных электродов ЭМГ. Каждый из этих важных ресурсов для успешного прохождения сигнала должен быть включен в практический протез органа.
Alt-Bionics
Эта биотехнологическая компания, специализирующаяся на недорогом протезировании, представила свою революционную технологию на основе искусственного интеллекта , которая позволяет людям с катастрофическими травмами или ампутациями конечностей восстановить значительный двигательный контроль. Райан Сааведра, генеральный директор и основатель Alt-Bionics, рассказал эксклюзивно Circuit Digest о некоторых технологиях, которые они используют в своих продуктах.
- Тактильная обратная связь, реагирующая на прикосновения, с использованием вибромоторов и датчиков силы, встроенных в руку.
- Модульная и удобная конструкция, которая позволяет человеку ремонтировать свое устройство вместо того, чтобы отправлять его в свою клинику или производителю на несколько недель или месяцев.
- Адаптируемость к существующим гильзам протезов, что означает, что они могут заменить наше устройство, если захотят.
Говоря далее о том же Сааведра упомянул, что «основная привлекательность нашего продукта, однако, заключается не только в технологических достижениях, которые я перечислил, но и в том, что наше решение также очень доступно. С появлением 3D-принтеров и технологических достижений в этой области мы смогли найти новые способы надежного изготовления надежных протезов без необходимости тратить миллионы на литье под давлением».
«Этот технологический прогресс в 3D-печати распространяется и на индустрию протезных клиник. Протезные гильзы традиционно изготавливались из слепка остатков чьего-то гипсового слепка, тогда как теперь вы можете просто отсканировать их остатки, а затем распечатать 3D-гнездо. Это позволило таким компаниям, как Unlimited Tomorrow, избежать необходимости посещать клинику человека с ампутированной конечностью для получения протеза», — добавил Сааведра.
Ожидаемый объем и будущее протезированияПрогнозируется, что с 2021 по 2028 год мировой рынок протезов и ортопедических изделий будет расти в среднем на 4,2 процента. Рынок недорогих гаджетов с ограниченными функциями будет продолжать расти, чтобы удовлетворить потребности развивающихся стран, а также финансовые ограничения, которые становятся все более распространенными во всех странах. В то же время новые технологии из аэрокосмической и вычислительной отраслей будут по-прежнему внедряться и использоваться в высокопроизводительных протезах конечностей, функции которых будут больше напоминать функции отсутствующей конечности.