TPP9-BEPSB /Ayarlanabilir Elastik Antagonist Kas Deplasman Düzeneği
HealthtechBiotechElectronics

Murat Sinan Engin

İnsanlarda özellikle el becerisini olumsuz etkileyen ve kişinin yaşam kalitesini, iş üretme potansiyelini ve kendine yetebilirliğini kısıtlayan "antagonist kas felci" durumunun tedavisine yönelik, vücuda yerleştirilebilen antagonist kasların eksikliğini statik veya dinamik gerim uygulayarak ikame eden bir implant düzeneğinin geliştirilmesi. Bu düzeneğin statik versiyonu, sabit gerim uygulayarak bu işlevi görüyorken; dinamik versiyon, sinir sisteminden aldığı elektrofizyolojik veriyi işleyerek istenen harekete göre gerimi değiştirmektedir.


Kas işlevi kaybının düzeltilmesinin altın standartı kas-tendon transferleridir ancak bunun için sağlam nöromusküler ünitelerin feda edilmesi gerekmektedir. İş üreten agonist kasların yerini suni olarak tutacak tek düzenek lineer hareket aktuatörlerdir ve bunların insan vücudunda çalışabilecek tipte olanlarını üretmenin önünde büyük engeller vardır. Ancak antagonist kaslar zayıftırlar ve görevleri bir eklemi iş üretecek konuma getirmektir. Agonist kasların istirahat geriminden yüksek gerim uygulayacak olan bir düzenek eklemleri açık konumda tutacak, ve kişi iş üretmek istediği takdirde düzeneğin gerimi agonist kaslar tarafından yenilerek iş üretilebilecektir. Ürün, bu mantıktan faydalanan bir anatomik implant düzeneği olması, ve sinir sistemi ile entegre bir sinyalizasyon sistemi barındırması yönünden inovatiftir. Dahası, bu sinyalizasyon sistemi diğer akıllı implant ve protezlerin sinyalizasyonu için de kullanılabilir.


Statik Uygulama: Statik sistem, işlevi kaybolmuş olan kas gruplarının uygulayacağı gerimi, ayarlanabilir elastik bir sistemle uygulayan bir implanttır. İmplantın iç malzemesi, biyouyumlu bir polimerden yapılmış sıkı bir örgüdür ve dışı, biyouyumlu bir elastomer ile kaplıdır. İmplantın orta kısmında elastik gerim haznesi bulunur ve gerim gücü, haznenin içerisindeki sıvı miktarı ile ayarlanabilir. Bu amaçla deri altına yerleştirilen bir enjeksiyon portu kullanılır. İmplantın vazifesi, iki nokta arasında statik bir gerim uygulamaktır. Düzeneğin kemiğe tespit edilecek ucu bir vida gözüdür ve yumuşak dokuya veya tendona tespit edilecek ucunda ise iki adet polimer sütür vardır. Şekil 1'de sistem, proksimal ucundan kemiğe vidalanmışken, distal ucundan da extensor carpi radialis longus tendonuna dikilmiştir. Sistem, haznesi %30 dolu halde, replase edeceği kasın etkilediği eklemleri natürel pozisyonda tutacak gerimde tespit edilir ve portu cilt altında oluşturulan bir poşta bırakılır. Ameliyat sonrasındaki fizik tedavi sürecinde haznedeki sıvı miktarı değiştirilerek sistemin sağlayacağı gerim ayarlanabilir. Bu noktadan sonra sistem, hastanın eklemlerini istirahat halinde açık tutacaktır. Hasta iş üretmek istediğinde agonist tonus ile elastik sistemin gerimini yenerek arzuladığı hareketi yapacaktır. Dinamik Uygulama: Dinamik sistemin statik sistemden farkı, elastik gerim haznesinin içeriğindedir. Gerim haznesinde, sabit miktarda elektroreolojik akışkan bulunmaktadır. Elektroreolojik akışkanlar, elektrik akımıyla viskozitesi değişen sıvılardır, ve gerim haznesine uygulanacak olan elektrik akımı, hastanın periferik sinirlerinin oluşturduğu elektriksel aktiviteyi algılayan bir sensör-stimülatör ünitesi (SSÜ) tarafından kontrol edilir. Şekil 2'de, sistemin bütün temel önkol ekstansörlerini replase edecek uygulaması gösterilmektedir. SSÜ'nin sensör elektrotları, cerrahi anatominin durumuna göre hasarlanmış olan antagonist radial sinirin proksimal güdüğüne, veya sağlam durumdaki agonist median sinire veya ikisine birden bağlanabilir. Stimülatör elektrotlar da ilgili gerim ünitelerine bağlıdır. Sistem %30 gerimdeyken elin eklemlerini natürel pozisyonda tutacak gerginlikte tespit edilir ve SSÜ cilt altında oluşturulan bir poşta bırakılır. Ameliyat sonrasındaki fizik tedavi sürecinde, SSÜ kalibre edilir. Bunun için, SSÜ ile sağlık görevlisinin kontrol ettiği harici kalibrasyon terminali (HKT) arasında kablosuz bağlantı kurulur. Hasta, belirli bir hareketi gerçekleştirmek için iradi çaba sarf ettikçe, bu gayretin sensör elektrotlardaki yansıması, ünite tarafından sayısallaştırılarak HKT'ne gönderilir. Operatör ile hasta arasında sürekli iletişimde bulunularak işlenen bu veriler, bir uyaran kalıbı olarak tanımlanacak kadar depoladığında uyaran kalıpları hareket kalıpları ile eşleştirilir. Bu noktada kalibrasyon verileri SSÜ'ne yüklenir ve ünite, tanımlanmış uyaran kalıbını algıladığında istenen gerimi sağlayacak stimulusu gerim ünitelerine gönderir. Bunun sonucunda bir hareket ortaya çıkar. Operatör gözetiminde; hastadan, SSÜ'nden, ve ortaya çıkan hareketten alınan kalibrasyon ve hata kontrol geri bildirimleri de işlenerek bir iradi gayretin istenen hareket kalıbını oluşturacak antagonist tonusa dönüştüğü doğrulandıktan sonra, kalibrasyon verisi son halini alır ve SSÜ ile HKT arasındaki bağlantı sonlandırılır. Bu noktadan sonra ünite, sensör elektrotlardan tanımlayabileceği bir uyaran kalıbı aldığında, düzeneğin gerimini ayarlayabilir. Sözgelimi, şekil 2a'daki örnekte, sensör elektrotların bağlı olduğu hem median hem de radial sinir istirahat potansiyeli yansıtmakta, ve sistem eli nötral pozisyonda tutacak şekilde antagonist gerim uygulamaktadır. Şekil 2b'de, hastanın ekstensiyon yapmayı istemesiyle, agonist kasları innerve eden median sinir'e inhibisyon potansiyelleri, antagonistleri innerve eden radial sinir'in güdüğüne eksitasyon potansiyelleri yansıyacaktır. SSÜ, bu değişiklikleri tanıyarak ünitenin haznesindeki akışkanın viskozitesini ve dolayısıyla antagonist gerim gücünü arttıracaktır. Aynı şekilde, hasta bir cismi kavramak istediğinde, bu sefer SSÜ, agonist sinirdeki eksitasyona ve/veya antagonist sinir güdüğündeki inhibisyona yanıt olarak akışkanın viskozitesini, dolayısı ile antagonist gerim gücünü azaltacaktır (Şekil 2c). Bu sistem, tahrip olmuş sinirlerin işlevini, sağlam sinirlere kaydırarak sağlam sinirlerdeki elektrofizyolojik aktiviteyi uyarana çevirebilmektedir. Bu yönü ile başka elektrofizyolojik düzenekler için de kullanılabilir.

Proje ile İlgili Görsel/Video
LinkedIn :

Hayır

Halihazırda antagonist kas yetmezliğinin iki çözümü mevcuttur. Altın standart, rekonstrüktif cerrahi tekniklerle çalışır durumdaki başka bir nöromusküler ünitenin eksik olan fonksiyonu ikmal etmesi amacı ile transfer edilmesidir. Ancak bu, bir işlevden feda edilmesini gerektirmektedir ve feda edilebilir kas-tendon rezervi, özellikle kombine travmalarda oldukça kısıtlıdır. Diğer çözüm ise, eklemleri işlevsel pozisyonda tutacak olan elastik gerimi harici olarak uygulayan ortezlerdir. Ancak bunlar hem nahoş görünümlü, hem işlevsel olarak suboptimal, hem de sosyal açıdan stigmatize edicidirler.

Evet

Evet

Hayır

Halihazırdaki tek güncel teknoloji, eklemleri işlevsel pozisyonda tutacak olan elastik gerimi harici olarak uygulayan ortezlerdir. Ancak bunlar hem nahoş görünümlü, hem işlevsel olarak suboptimal, hem de sosyal açıdan stigmatize edicidirler.

Var ve bana ait (tescil edildi)

Evet

Fikir



Bu Proje için Yaptığım Sanal Yatırım:
Kalan TET Coin:
En çok sanal yatırım alacak ilk 3 projeyi tuttur ödülü kazan. Projeyi paylaş daha çok yatırım alsın.