Forschern gelingt Sensation: Unfallopfer bekommen bionische Hände

Göttingen. Wissenschaftler haben erstmals die verlorene Handfunktion dreier Patienten mit einer bionischen Rekonstruktion wiederhergestellt.

Daran beteiligt waren Chirurgen der Medizinischen Universität Wien und Forscher der Universitätsmedizin Göttingen, die Technik kam von OttoBock Healthcare.

„Bionisch“ bezeichnet die Übertragung biologischer Abläufe auf eine technische Lösung. Voraussetzung ist eine messbare Funktionstüchtigkeit der verbliebenen Nervenäste. Für die Prothese ist eine Schnittstelle zwischen Rückenmark und Prothese nötig. Um sie zu ermöglichen, mussten die Forscher die vorhandenen Nerven untersuchen und das Arm-Nervengeflecht so rekonstruieren, dass neu wachsende Nervenfasern wenigstens teilweise die Schulter- und Armmuskeln erreichen und der Arm bewegt werden kann. Waren die Muskeln in den Unterarmen zu weit zurückgebildet, mussten Muskeln aus anderen Bereichen in die Nähe von funktionstüchtigen Armnerven verpflanzt werden. Anschließend lernten die Betroffenen eine virtuelle, später eine aufgesetzte Hybridhand zu steuern, die ähnlich reagiert, wie die spätere Prothese. Die Prothese fühlt und funktioniert dabei wie eine natürliche Hand. Die Betroffenen können damit mehr als die Hälfte täglicher Arbeiten ausführen, Phantomschmerzen sind kaum spürbar.

Die Entwicklung der Technik wurde gefördert durch den Österreichischen Rat für Forschung und Technologieentwicklung, das Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft in Österreich und dem Europäischen Advanced Grant „Demove“.

Fünf Jahre Forschungsarbeit stecken in der mathematisch schwierigen Analyse der Muskelsignale. Auf diesem Feld, der „biomedizinischen Signalverarbeitung“, ist Prof. Dr. Dario Farina international anerkannter Experte. Er befasst sich mit der Entwicklung mathematischer Verfahren, um aus den Signalen Daten zu gewinnen. Sie werden auch „elektromyographische Signale“ genannt, und wurden eingesetzt, um die Steuerung der Prothesen zu ermöglichen. Farina ist Gründungsprofessor des Department of Neurorehabilitation Engineering der Universitätsmedizin Göttingen. Mit seiner Forschungsgruppe entwickelt er Methoden zur Interaktion zwischen Mensch und Maschine unter Nutzung von Muskel-, Nerven- und Gehirnsignalen. Ziel ist, Patienten eine Steuerung der Prothesen zu ermöglichen.

Geleitet wurde die Behandlung von Prof. Oskar Aszmann, Leiter des Christian Doppler Labors für Wiederherstellung von Extremitätenfunktion. Daran beteiligt war ein Team von Ärzten, Naturwissenschaftlern und Ingenieuren der Medizinischen Universität Wien.

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