211service.com
Kunstmatige ledematen in het lichaam implanteren
Johnny Matheny, een voormalige commerciële bakker uit Redhouse, Virginia, verloor in 2008 zijn linkerarm aan botkanker. Hij draagt nu een haakvormige prothese op zijn borst; hij kan moeizaam de haak openen en sluiten en de arm op en neer bewegen door bepaalde spieren te buigen. Maar hij wacht gretig op nieuwe technologie waarvan hij denkt dat die veel beter zal werken: een chirurgisch geïmplanteerd apparaat dat rechtstreeks aan het bot wordt bevestigd, waardoor een superieur bewegingsbereik en nauwkeurigere controle mogelijk is.
Betere verbindingen: Dit is een röntgenfoto van een vrouw die een deel van haar arm verloor bij de bomaanslagen op de metro in Londen in 2005. Ze gebruikt een kunstledemaat die vastklikt op een connector die direct aan het resterende bot is bevestigd. Ze zwemt nu elke dag met de prothese.
De apparaten zijn in Europa al meer dan tien jaar op mensen getest, maar ze brengen aanzienlijke risico's met zich mee. Omdat ze een verbinding nodig hebben die door de huid steekt, komen infecties vrij vaak voor, waarvoor vaak secundaire operaties nodig zijn. Wetenschappers in Europa en de VS proberen manieren te ontwikkelen om het apparaat beter in het lichaam te integreren - waardoor sterkere verbindingen tussen metaal, botten en vlees ontstaan - om dit risico te verminderen.
We zijn erg hoopvol. Het feit dat mensen die de implantaten hebben gekregen ambulant zijn, betekent dat hun kwaliteit van leven duidelijk veel beter is dan het was, zegt Grant McGimpsey , directeur van het Bioengineering Institute van het Worcester Polytechnic Institute. Maar we moeten nadenken over [infectierisico's] voordat we het bij grote aantallen mensen implementeren. We zijn op zoek naar een prothetische oplossing die 70 jaar meegaat.
De prothesen die momenteel beschikbaar zijn voor geamputeerden passen over de stomp van de drager. Hoewel ze de kwaliteit van leven enorm kunnen verbeteren, waardoor veel mensen bijvoorbeeld kunnen lopen, hebben ze ook ernstige nadelen. Lopen kan behoorlijk pijnlijk zijn en wrijving tussen de stomp en de koker van de prothese kan leiden tot chronische zweren en infecties. Overweldigend is dat de grootste reden waarom mensen na een amputatie niet kunnen lopen, is omdat ze geen contactdoos kunnen dragen, Richard McGough, een orthopedisch chirurg aan de Universiteit van Pittsburgh.
Bij zogenaamde osseogeïntegreerde implantaten, die direct aan het bot hechten, wordt een cilindrisch apparaat chirurgisch in de holte van het resterende bot ingebracht. Het doel is om het bot aan te moedigen om in het metaal te groeien, vergelijkbaar met wat er gebeurt na gewrichtsvervangende operaties. Het kunstmatige ledemaat zelf wordt bevestigd aan een korte connector die uit de huid steekt, waardoor sommige problemen met kokerprothesen worden geëlimineerd.
Tot op heden zijn veel van dit type implantaten in Duitsland uitgevoerd onder leiding van Horst Aschoff, directeur van de afdeling Plastische, Hand- en Reconstructieve Chirurgie van het Sana Kliniek , in Lübeck. Zijn team heeft de afgelopen tien jaar meer dan 50 patiënten behandeld. Uit het onderzoek van Aschoff blijkt dat mensen met implantaten in de onderste ledematen natuurlijker bewegen dan mensen met traditionele prothesen, een meer symmetrische gang hebben en minder energie verbruiken om dezelfde beweging uit te voeren.
Maar de procedure is nog steeds behoorlijk riskant. De grootste hindernis is de angst voor infectie, zegt McGough, die heeft samengewerkt met Aschoff. Er zijn niet veel andere systemen in de geneeskunde waarbij je opzettelijk een stuk metaal uit de huid laat steken. Volgens een onderzoek onder 40 van de patiënten van Aschoff die tussen 2003 en 2009 implantaten kregen, moest ongeveer de helft een tweede operatie ondergaan om infecties of andere complicaties op te lossen. Vijf hadden hun implantaten verwijderd. 38 van de 40 zeiden echter dat ze de oorspronkelijke operatie opnieuw zouden ondergaan.
Het team van Aschoff heeft het model van een tand gevolgd. De groep theoretiseert dat een goed verankerd implantaat - waarin het bot in het metaal is gegroeid - zal voorkomen dat bacteriën naar het bot migreren en gevaarlijke infecties veroorzaken. (De bacteriën in onze mond blijven bijvoorbeeld meestal op de oppervlakken van onze tanden, tong en tandvlees.) Gordon Blunn , hoofd van het Centre for Bio-Medical Engineering aan het University College London, heeft een iets andere weg ingeslagen en heeft zich laten inspireren door herten, wiens gewei een natuurlijk model vormt voor een gezonde interface tussen huid en bot.
Als onderdeel van de normale wondgenezing na een operatie, zullen de randen van de gesneden delen van de huid proberen samen te breien, naar beneden groeiend langs de connectorpin van het prothetische implantaat op zoek naar een ander stuk huid. Maar dat levert een zak op die vuil kan verzamelen en de kans op infectie kan vergroten. Het team van Blunn heeft zijn inspanningen gericht op het stimuleren van de huid om een goede afdichting rond het implantaat te vormen, waardoor het risico op infectie wordt verkleind. Herten lijken dit te doen via grote poriën in het bot net onder de huid. Deze poriën zorgen ervoor dat zacht weefsel zich blijft hechten. Blunn en collega's bootsten dit proces na door een poreuze flens toe te voegen, die net onder de huid werd geïmplanteerd, waardoor de vorming van een optimale huidafdichting werd aangemoedigd. Blunn is een wetenschappelijk adviseur voor Stanmore-implantaten , die tot doel heeft de technologie te commercialiseren.
Tot nu toe heeft zijn team implantaten operatief bevestigd aan vier mensen, onder wie een geamputeerde van de onderste ledematen die in september de Kilimanjaro beklom met zijn prothetische been. (Een van Blunns beroemdste onderwerpen is Oscar de kat, die een jaar geleden twee prothetische achterpoten kreeg na een ongeluk met een maaidorser. Twee maanden na ontvangst van de implantaten kon Oscar rennen.)
Tot Matheny's teleurstelling zijn er in de VS nog geen testen op mensen begonnen. Dat komt grotendeels door het hoge risico op infectie, maar Matheny zegt dat hij die kans wil nemen. McGough, de chirurg van Matheny, maakt deel uit van een team dat samenwerkt met Europese wetenschappers en andere groepen in de VS om goedkeuring te krijgen van de Amerikaanse Food and Drug Administration om deze technologie naar de Verenigde Staten te brengen.
Ik denk dat dit alles zal veranderen voor geamputeerden, zegt McGough. De chirurg is naar Duitsland gereisd om de procedure te leren en heeft daar al een patiënt een implantaat gegeven. Hij hoopt dat Matheny de volgende zal zijn; onderzoekers daar hebben al een op maat ontworpen apparaat voor hem gebouwd. Om juridische redenen moet de operatie in Duitsland plaatsvinden. En ik heb het geld nog niet om daarheen te gaan, zegt Matheny.