Am National Institutes of Health (NIH) -Klinikzentrum in Bethesda, Maryland, tragen Kinder mit Zerebralparese Exoskelette, damit sie lernen, effektiver zu laufen. Und sie sind glücklich, dies zu tun, auch wegen des milliardenschweren Franchise von Iron Man- Filmen.
„Diese Kinder waren wirklich sehr aufgeregt, diese Zahnspangen anzuziehen, und einige von ihnen bemerkten, dass sie Superhelden ähnelten“, sagt Thomas Bulea, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter der Abteilung für Rehabilitationsmedizin des NIH Clinical Center.
Zerebralparese ist die häufigste Ursache für Behinderungen bei Kindern und betrifft etwa 3, 3 Kinder pro 1.000 Geburten. Es handelt sich um eine Gruppe von neurologischen Bewegungsstörungen, die durch Fehlbildungen oder Verletzungen des Gehirns vor, während oder kurz nach der Geburt verursacht werden. Kinder und Erwachsene mit Zerebralparese können Gliederschwäche, übermäßig angespannte Muskeln, Zittern und mangelnde Koordination aufweisen.
Eines der größten Probleme bei vielen Menschen mit Zerebralparese ist das sogenannte „duckende Gehen“ oder Gehen, wenn die Knie übermäßig gebeugt sind. Kinder mit Zerebralparese gehen häufig auf natürliche Weise in die Hocke, weil ihre Muskeln zu schwach sind, um sie aufrecht zu halten, oder zu fest, um ihre Beine vollständig ausstrecken zu können. Das Gehen in dieser Position verbraucht jedoch eine enorme Menge an Energie. Und während es nachhaltig sein mag, wenn ein Kind klein und leicht ist, wird es immer schwieriger, sich in einer geduckten Position zu bewegen, wenn es größer und schwerer wird.
"Das führt zu einem Abwärtszyklus, in dem die Mobilität - die Fähigkeit zum Gehen - abnimmt", sagt Bulea.
Im Erwachsenenalter können viele Menschen, die einst mit geducktem Gang gingen, überhaupt nicht mehr gehen.
Hier kommt das Exoskelett ins Spiel. Der Anzug, eine Reihe mechanisierter Metallstützen an den Beinen, unterstützt die Kniestreckung an den wichtigsten Punkten des Laufzyklus, sodass die Kinder ihre Beine mehr strecken können, als sie normalerweise könnten.
Exoskelett Nahaufnahme (NIH) Bulea und sein Team untersuchten sieben Kinder mit Zerebralparese über einen Zeitraum von sechs Klinikbesuchen. Bei jedem Besuch ging das Kind mit dem Exoskelett spazieren, während die Forscher seine Gangart untersuchten. Die Ergebnisse seien vielversprechend, sagt Bulea. Sechs der sieben Kinder hatten eine Verbesserung der Kniestreckung, die derjenigen bei einer Operation, einer der konventionellen Behandlungen für duckenden Gang, ähnelte oder diese übertraf. Die Art der Operation hängt von der genauen Ursache des Hockgangs des jeweiligen Kindes ab, ist jedoch häufig mit einer Verlängerung der kontrahierten Muskeln und Sehnen verbunden. Die Kinder hielten auch die Muskeltätigkeit aufrecht, was bedeutet, dass sie sich immer noch auf ihre eigene Kraft verlassen und sich nicht nur auf den Anzug stützen.
„Das ist ein sehr ermutigendes Zeichen dafür, dass diese Orthese über einen längeren Zeitraum eine praktikable Möglichkeit darstellt, die Haltung zu ändern, aber auch Muskeln zu trainieren und zu trainieren“, sagt Bulea.
Die Forschung wurde in der Zeitschrift Science Translational Medicine veröffentlicht .
Der nächste Schritt ist eine größere Studie, bei der Kinder ein Jahr oder länger zu Hause Exoskelette verwenden. Bulea und sein Team hoffen, dass die Exoskelette es einigen Kindern ermöglichen werden, ihr Gehen so weit zu verbessern, dass sie keine externe Unterstützung mehr benötigen. Bei anderen Kindern mit schwereren Gangproblemen kann das Exoskelett gelegentlich aufbewahrt werden, z. B. beim Gehen über eine lange Distanz.
Das Team möchte das Exoskelett auch an Kindern mit Mobilitätsproblemen im Zusammenhang mit Verletzungen der Wirbelsäule oder des Rückenmarks testen.
Bulea schätzt, dass es einige Jahre dauern wird, bis seine Forschungen abgeschlossen sind und das Exoskelett für die Massenproduktion bereit ist.
Das Exoskelett in Aktion (NIH) Exoskelette hatten in den letzten Jahren einen Moment. Forscher haben Roboter-Exoskelette entwickelt, mit denen Menschen mit Schlaganfall- oder Rückenmarksverletzungen stehen und gehen können, Bauarbeiter und Soldaten schwere Gegenstände mit geringerer Müdigkeit und Verletzungsgefahr tragen können und Menschen mit Lähmungen die Möglichkeit erhalten, sich mit ihren Gedanken zu bewegen. Aber die Exoskelette haben den Übergang vom Forschungslabor zum Markt nicht gut gemeistert. Zum einen sind sie in der Regel recht teuer und liegen zwischen 40.000 und 100.000 US-Dollar. Und Experten sagen, dass sie oft noch zu sperrig und komplex sind, um in einer häuslichen Umgebung besonders nützlich zu sein. Einige fragen sich sogar, ob der Schwerpunkt auf aufrechtem Gehen auf einer Form des Gehvermögens liegt, die darauf hindeutet, dass das Gehen "normaler" ist als das Benutzen eines Rollstuhls, und dass eine bessere Nutzung der Ressourcen darin besteht, unsere Städte für Menschen mit Mobilitätshilfen zugänglicher zu machen.
Alle früheren Untersuchungen zu Exoskeletten wurden an Erwachsenen durchgeführt, sagt Bulea. Er ist erfreut, gezeigt zu haben, dass die Technologie auch bei Kindern wirksam sein kann. Für sie könnten Exoskelette tatsächlich dazu beitragen, eine Fähigkeit zu behalten, die sie derzeit besitzen, die jedoch zu verlieren droht: die Fähigkeit zu laufen.
"Je früher Sie eingreifen, desto besser sind die Chancen auf ein erfolgreicheres Ergebnis", sagt er.
