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Das Gehen mit einer Prothese funktioniert anders als das Gehen mit einem gesunden Bein. Denn kein künstliches Fußgelenk kann den Körper aktiv vom Boden abstoßen. Die Kraft, die normalerweise aus den Muskeln am Fuß kommt, fehlt und muss durch andere Muskelgruppen ersetzt werden. Ein neuer Bewegungsablauf muss erlernt und vom Kopf gesteuert werden. Neue intelligente Prothesen mit eingebautem Sensor machen es jetzt möglich, das Laufen als natürlichen Bewegungsablauf zu steuern. Die Freudenberg-Geschäftsgruppe Helix Medical stellt medizinische Formteile aus Silikon her, die in solchen intelligenten Prothesen eingesetzt werden. „Wir sind Entwicklungspartner für innovative Firmen im Bereich Implantationstechnik und nutzen unsere langjährige Erfahrung mit der Verarbeitung implantierbarer, platinvernetzter Silikone“ sagt Dr. Kai Opdenwinkel, Entwicklungsleiter bei Helix Medical Europe in Kaiserslautern.
Bisherige Prothesen haben einen großen Nachteil: Spannt ein Träger unbewusst einen Beinmuskel an, streckt sich das Kniegelenk der Prothese. Unbeabsichtigte Bewegungen können so zur Gefahr werden. Auch plötzlich auftauchende Hindernisse wie etwa eine Treppenstufe sind ein Problem, wenn sie zu spät erkannt werden. Denn nur dann kann der Träger die Bewegung abstimmen und die Prothese genau steuern. Die neuen intelligenten Prothesen dagegen erkennen anhand von Sensoren, in welche Richtung die Bewegung gesteuert werden muss. So helfen sie, Trägern von Beinprothesen wie Tom ein natürliches Laufgefühl zu ermöglichen.

Wie funktioniert das genau?
Im Schaft der Prothese sitzen Sensoren, die sämtliche Aktivitätssignale der Beinmuskeln messen und in eine Bewegung der Prothese umwandeln. Aus den gemessenen Daten bestimmt das System das ideale Muskelsignal. Es erkennt den Wunsch des Trägers, in welche Richtung er sich bewegen will. Gleichzeitig registrieren die Sensoren, in welchem Bewegungszustand dieser ist. Die Prothese weiß also, ob er gerade sitzt, liegt oder rennt. Dabei helfen Drucksensoren, die dicht unter den elektronischen Sensoren liegen und zum Beispiel erkennen, dass der Träger gerade sein Gewicht auf das Prothesenbein verlagert hat. Beide Informationen verwandelt das System dann in die passende Bewegung der Prothese. Das Besondere: Die Bestimmung des Signals erfolgt in Echtzeit und ermöglicht so ein fast natürliches Bewegungsgefühl. Damit die Sensoren zuverlässig an ihrem Platz bleiben, die Leitungen exakt geführt werden können und die Dichtungen nicht durchlässig sind, werden in jeder Prothese mehrere medizinische Formteile aus Silikon von Helix Medical Europe eingesetzt. Das Unternehmen ist Entwicklungspartner innovativer Unternehmen in der Medizintechnik. Die Spezialisten von Helix Medical unterstützen bei der Konzeption von speziellen und anwendungsspezifischen Dichtungslösungen.

Smart prosthesis controls muscles
Walking with a prosthesis is different to walking with an „ordinary“ leg. No artificial ankle joint can actively push the body away from the ground. The force normally provided by the muscles in the foot is missing and needs to be replaced by other groups of muscles. The brain has to learn and control a new sequence of motion. New smart prostheses with integrated sensors now make it possible to control walking as a natural sequence of movement. Freudenberg‘s Helix Medical Business Group produces medical silicone moldings that are used in smart prostheses of this type.

Über den Autor

Martina Muschelknautz, Unternehmenskommunikation, Freudenberg, Weinheim