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Was ist smarte Endoprothetik?

 
, Medizinischer Redakteur
Zuletzt überprüft: 04.09.2021
 
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28 May 2021, 09:00

Amerikanische Orthopäden sagten die bevorstehende Einführung "smarter" Kniegelenk-Endoprothesen in die medizinische Praxis voraus.

Vertreter der Stony Brook University, der University of Western Ontario und der University of Binghamton beherrschen die technologische Fähigkeit, den Verschleiß künstlicher Gelenke zu kontrollieren und die Rehabilitation zu verwalten.

Chirurgie zum Gelenkersatz des Kniegelenks - dies ist eine der häufigsten orthopädischen Operationen. Viele dieser Eingriffe müssen wiederholt werden, um eine gebrochene oder verschlissene Prothese zu ersetzen.

Am häufigsten suchen junge körperlich aktive Menschen medizinische Hilfe auf, die auch nach einem künstlichen Kniegelenkersatz weiterhin ihre körperliche Aktivität aufrechterhalten und einen aktiven Lebensstil führen. Diese Tätigkeit hat jedoch ein „Minus“: Die Endoprothese nutzt sich schnell ab und ein zweiter Wechsel wird notwendig.

Fast nie wissen und können Ärzte den Grad der körperlichen Aktivität von Patienten, die sich einer Endoprothetik unterzogen haben, nicht kennen: Sie erfassen nur den Verschleiß des Gelenks und verordnen die nächste Revision. Für junge Menschen ist die Wiederholung der Operation alle 5-10 Jahre ein ziemlich ernstes Problem, und das nicht nur finanziell. Daher versuchen viele Patienten, einen "goldenen Mittelwert" zwischen ausreichender körperlicher Aktivität für die Gesundheit und der Vermeidung unnötiger Gelenkbelastungen zu finden.

Amerikanische Forscher gingen dieses Problem an und entwickelten schließlich eine "intelligente" Kniegelenk-Endoprothese, die die motorische Belastung überwachen und kontrollieren kann.

Die Endoprothese enthält eingebaute Sensoren, die den Druck auf das Gelenk erfassen und eine Vorstellung vom Abnutzungsgrad des Implantats geben. Diese Innovation gibt dem Patienten die Möglichkeit, den Zustand der Prothese bei Bedarf zu überwachen, die Belastung zu begrenzen und dadurch die Nutzungsdauer des Implantats zu verlängern.

Da die Verwendung einer herausnehmbaren Batterie in einer Endoprothese den Wissenschaftlern nicht sehr praktisch erschien, entwickelten sie einen autonomen Energieerzeugungsmechanismus, der das Gerät aufgrund von Gelenkbewegungen mit Energie versorgen kann.

Aktuell wird das „smarte“ Gerät bereits auf einem speziellen Prüfstand getestet. Die Essenz der Entwicklung lautet wie folgt: Das künstliche Gelenk erzeugt während der Bewegung Reibung mit seinen Oberflächen und speist die Kraftsensoren. Nach vorläufigen Studien erfordert diese Ernährung überhaupt keine nennenswerte körperliche Aktivität. Selbst ein einfacher Spaziergang erzeugt genug Mikrowatt, um die Sensoren mit Strom zu versorgen.

Die Entwicklung haltbarerer Endoprothesen wird es Patienten ermöglichen, ihre Lebensqualität seltener zu verbessern, um orthopädische Behandlungen aufzusuchen.

Informationen auf der Seite: Binghamton University

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