Tre små revolusjonar for handprotesar

Artikkelen er basert på utdrag frå «Handboka – alt du vil vite om hendene dine, og litt til» (Samlaget 2016) av Åsmund H. Eikenes

Det har skjedd svært mykje med protesar sidan historia om Peter, Wendy og Kaptein Krok frå 1904. Fagfeltet som interesserer seg for koplinga mellom menneske og maskin har mellom anna fått eit eige ord: bionikk.

Dei tre hovudområda for bionikkforskarane er å betre brukaren sin kontroll over protesane, redusere kostnader og sosial stigmatisering, og utvikle teknologi som gir sanseinformasjon frå protesane tilbake til brukaren. Framstega skjer sakte, men sikkert.

Finmotorikk og tastetrykk
Handprotesar kan registrere muskelaktivitet gjennom sensorar på huda, eller ved sensorar som er operert inn musklane i overarmen. Utvikling av avanserte algoritmar bidreg også til å samkøyre rørslene av fingrane og handflata, slik at brukaren får betre kontroll og kan utføre meir smidige rørsler.

Moderne protesar handlar ikkje berre om høgteknologisk registrering av elektriske signal frå hjernen, men også om å integrere protesane i kvardagslivet til brukarane. Det britiske selskapet TouchBionics utviklar protesar for armar og hender, kalla i-limb. Noko av det unike med i-limb er at protesane også kan kontrollerast via ein mobil-app, der preprogrammerte kommandoar ligg klare til bruk. Pinsettgrep og peikefinger er berre eit tastetrykk unna.

Star Wars og Frost
Om lag 2 millionar menneske i heile verda har amputert ein arm. Dei fleste har ikkje råd til protesar, og berre nokre har råd til høgteknologiske, moderne hender. 3D-printing med billige materiale reduserer kostnadane dramatisk, og endrar både tilgjengelegheit og synet på ein kunstig arm.

Det amerikanske firmaet Open Bionics har i samarbeid med Disney lansert planane om å lage 3D-printa protesar inspirerte av Iron man, Frost og Star Wars. Når desse planane vert realisert, kjem ein ny generasjon unge brukarar til å endre synet på kva protesar symboliserer.

Amatørvideoar av tenåringar som med tårer i auga prøver ut den fyrste protesen sin, laga frå virtuelle modellar lasta ned frå internett, til ein kostnad under 1000 kroner, gjer stort intrykk.

Samtidig med at teknologien for kontroll over dei 3D-printa protesane vert vidareutvikla, ligg forskinga for å overføre informasjon motsett veg eit stykke bak. Oppgåva med å bygge sensorar for eit titals ulike variablar, og så sende informasjonen til rett plass i hjernen hjå brukaren, er ikkje enkel.

Etterliknar huda
Hausten 2015 kunne eit team av forskarar frå Stanford University i California, leidd av Zhenan Bao, presentere eit viktig steg vidare innanfor teknologiske nyvinningar for å simulere sensorane i huda. Forskingsgruppa printa eit trykksensitivt materiale og elektriske kretsar på tynne lag av plastikk.

Sensorane i huda vår er konstruerte slik at svak berøring og kraftige press gir ulike nivå av signal til hjernen. Bao og teamet hennar såg at det nye materialet fungerte på same måten, og plastikksensorane gav ulikt elektrisk signal i respons til ulikt trykk.

Meir enn kopimaskiner
Det nye materialet imiterer denne eine eigenskapen til huda vår, og er eit viktig steg på veg mot å utvikle kunstig hud til dei allereie imponerande protesane. Tidsskriftet Nature kåra Bao til ein av dei topp ti viktigaste personane i 2015, og i samarbeid med selskapet Xerox, arbeider teamet for å flytte fagfeltet lange steg framover.

Selskapet Xerox er mest kjende for å lage printarar og kopimaskiner, men dei har også ein stor stab forskarar over heile verda. I 2015 investerte selskapet 500 millionar dollar i forsking og utvikling, og bidreg også med viktig kjennskap til prosessen med å føre ein idé frå laboratoriet og ut til sluttbrukarane.

Det er framleis ei rekke utfordringar att før alle som treng det kan få tilbod om funksjonelle protesar. Store, internasjonale team av forskarar, ingeniørar og designarar driv utviklinga framover til det beste for alle.

Visste du at laboratorietestar med 3D-vev kan erstatta dyreforsøk? Det skriv Marit Kjærvik, som studerer nanoteknologi ved NTNU.