Протезирование: виды, история и применение¶
Протезирование — это область медицины и биомедицинской инженерии, занимающаяся заменой утраченных частей тела (конечностей, органов, тканей) искусственными устройствами — протезами — с целью восстановления утраченных функций, эстетического вида и социальной адаптации пациента. Протезирование охватывает протезирование конечностей, зубов, глаз, ушных раковин, а также внутренних органов и тканей (сердечных клапанов, сосудов, костей, суставов).
¶Классификация
Протезы подразделяются по нескольким основаниям:
- По месту применения: наружные (внешние) и внутренние (импланты).
- По функциональному назначению: косметические (восстанавливают внешний вид), функциональные (восстанавливают двигательные функции), комбинированные.
- По степени технологичности: механические, бионические (с электронным управлением), сенсорные (с обратной связью).
- По материалам: металлические (титан, сталь, алюминиевые сплавы), полимерные (полиэтилен, силикон, акрил), керамические, композитные.
¶История
¶Древность и Средневековье
Первые свидетельства протезирования относятся к Древнему Египту: известен палец стопы, изготовленный из кожи и дерева (около 1000 года до н. э.), обнаружен при раскопках. В Древней Греции и Риме использовались простые деревянные протезы ног и рук. В Средневековье, особенно в периоды частых войн, широкое распространение получили железные руки и ноги — одним из известных примеров является протез руки немецкого рыцаря Готтфрида фон Берлихингена (конец XV века).
¶Новое время
В XVI веке французский хирург Амбруаз Паре внёс значительный вклад в развитие протезирования, усовершенствовав конструкции кистевых протезов и протезов ног. В XVIII–XIX веках, с ростом числа военных травм, протезирование стало более массовым. В России в XIX веке при военных госпиталях начали создаваться мастерские по изготовлению протезов.
¶XX–XXI века
Первая и Вторая мировые войны стали катализатором развития протезной отрасли. В СССР после Великой Отечественной войны была создана единая государственная протезно-ортопедическая сеть — заводы и технические средства реабилитации. В 1950–1960-е годы появились первые протезы с гидравлическими и пневматическими механизмами. С 1990-х годов активно развиваются электронные протезы с миоэлектрическим управлением, а с 2010-х — протезы с обратной сенсорной связью и нейроинтерфейсами.
¶Протезирование конечностей
Протезирование верхних и нижних конечностей является наиболее распространённой категорией. Оно включает:
- Протезирование после ампутации — замена утраченной конечности наружным протезом.
- Протезирование культи — подбор и адаптация протеза к оставшейся части конечности.
- Экзопротезирование — протезы, крепящиеся снаружи.
Основные элементы протеза нижней конечности: стопа, голеностопный узел, коленный узел (для протезов бедра), бедренный элемент, косметический чехол и система крепления (лямбда-принцип, присоска, тейпирование).
Для управления современными протезами верхних конечностей используются:
- Механическое управление — тягами и тросами.
- Миоэлектрическое управление — датчики считывают электрические сигналы мышц культи и преобразуют их в движение кисти.
- Нейроинтерфейсы — электроды имплантируются в нервные окончания или мышцы, что позволяет управлять протезом мысленно и получать сенсорную обратную связь (тактильные ощущения).
¶Протезирование зубов
Протезирование зубов — одна из старейших и наиболее массовых областей. Различают:
- Съёмные протезы — полные (при полном отсутствии зубов) и частичные. Изготавливаются из акрилового базиса с пластиковыми или фарфоровыми зубами.
- Несъёмные конструкции — мостовидные протезы, устанавливаемые на опорные зубы или импланты.
- Имплантация — установка титанового корня в кость челюсти, на который крепится коронка. Имплантация считается наиболее функциональным и долговечным методом.
¶Протезирование глаз, ушей и других органов
- Протезирование глаза (энопротезирование) — установка косметической глазной раковины (обычно из акрила) после энуклеации или экзентерации. Восстанавливает внешний вид, не возвращает зрение.
- Протезирование ушных раковин — изготавливается из силикона или акрила по индивидуальному слепку.
- Сердечные клапаны — механические (из углеродных сплавов) или биологические (из тканей свиней или крупного рогатого скота).
- Сосудистые протезы — синтетические трубки из ПТФЭ или дакрона для замены повреждённых артерий.
- Костные и суставные протезы — эндопротезы тазобедренного, коленного и других суставов из титана и полиэтилена.
¶Протезирование в России
В Российской Федерации протезирование регулируется системой обязательного медицинского страхования (ОМС) и программами социальной поддержки. Инвалиды имеют право на бесплатное обеспечение протезами и техническими средствами реабилитации (ТСР) через Федеральный фонд социального страхования и отделения социальной защиты. Основные производители протезов в России — предприятия, входящие в структуру «Протез-Восстановительные заводы» (ПВЗ), а также частные компании. Ведутся работы по созданию отечественных бионических протезов и нейроинтерфейсов.
¶Перспективные направления
Современные исследования в области протезирования сосредоточены на:
- Бионических протезах — воспроизведение естественной биомеханики с помощью робототехники и машинного обучения.
- 3D-печати — индивидуальное изготовление протезов по данным КТ-сканирования, что снижает стоимость и сроки производства.
- Нейроинтерфейсах — прямое подключение протеза к нервной системе для управления мысленной силой и получения тактильной обратной связи.
- Биопечати — создание живых тканей из собственных клеток пациента, что может привести к «биологическим» протезам.
Источники:
- Большая медицинская энциклопедия
- Биомедицинская инженерия: учебник для вузов
- История протезирования и ортопедии
- Материалы Всероссийского съезда протезистов-ортопедов
- Клинические рекомендации Минздрава РФ по протезированию