پوشیدنی روباتیک نرم عملکرد بازو را برای افراد مبتلا به اسکلروز جانبی آمیوتروفیک بازیابی می کند

حدود 30000 نفر در ایالات متحده مبتلا به اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) هستند که به عنوان بیماری لو گریگ نیز شناخته می شود، یک بیماری تخریب کننده عصبی که به سلول های مغز و نخاع لازم برای حرکت آسیب می رساند.

اکنون، تیمی از محققان از دانشکده مهندسی و علوم کاربردی هاروارد جان A. Paulson (SEAS) و بیمارستان عمومی ماساچوست (MGH) یک پوشیدنی روباتیک نرم ساخته اند که قادر است به طور قابل توجهی به حرکت بازو و شانه در افراد مبتلا به ALS کمک کند.

کانور والش، نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید: «این مطالعه به ما امیدواری می‌دهد که فناوری پوشیدنی روباتیک نرم ممکن است به ما کمک کند دستگاه‌های جدیدی را ایجاد کنیم که قادر به بازیابی توانایی‌های عملکردی اندام در افراد مبتلا به ALS و سایر بیماری‌هایی هستند که حرکت بیماران را از بین می‌برند. پزشکی ترجمه علوم کاغذ گزارش کار تیم والش استاد مهندسی و علوم کاربردی Paul A. Maeder در SEAS است که در آنجا آزمایشگاه طراحی زیستی هاروارد را رهبری می کند.

نمونه اولیه کمکی نرم، پارچه ای است و به صورت بی سیم توسط باتری تغذیه می شود.

Tommaso Proietti، نویسنده اول مقاله و محقق سابق فوق دکترا در آزمایشگاه والش، جایی که این ابزار پوشیدنی طراحی و ساخته شده است، می گوید: «این فناوری در ذات خود بسیار ساده است. “این اساساً یک پیراهن با چند محرک بادکنکی مانند زیر بغل است. بالون تحت فشار به فرد پوشنده کمک می کند تا با نیروی جاذبه مبارزه کند تا بازو و شانه خود را حرکت دهد.”

برای کمک به بیماران مبتلا به ALS، تیم یک سیستم حسگر ایجاد کرد که حرکت باقیمانده بازو را تشخیص می‌دهد و فشار مناسب محرک بالون را برای حرکت نرم و طبیعی بازوی فرد کالیبره می‌کند. محققان ده فرد مبتلا به ALS را برای ارزیابی اینکه چگونه این دستگاه ممکن است حرکت و کیفیت زندگی آنها را افزایش داده یا بازیابی کند، استخدام کردند.

این تیم دریافت که پوشیدنی روباتیک نرم – پس از یک فرآیند کالیبراسیون 30 ثانیه‌ای برای تشخیص سطح منحصر به فرد تحرک و قدرت هر پوشنده – باعث بهبود دامنه حرکتی شرکت‌کنندگان در مطالعه، کاهش خستگی عضلانی و افزایش عملکرد وظایفی مانند نگه داشتن یا دست‌گرفتن به اشیاء شد. . شرکت کنندگان کمتر از 15 دقیقه طول کشید تا نحوه استفاده از دستگاه را یاد بگیرند.

پروئیتی می گوید: «این سیستم ها ذاتاً بسیار ایمن هستند، زیرا از پارچه و بادکنک های بادی ساخته شده اند. برخلاف روبات‌های سفت و سخت سنتی، وقتی یک ربات نرم از کار می‌افتد به این معناست که بادکنک‌ها دیگر باد نمی‌شوند.

والش می‌گوید این پوشیدنی نرم روی بدن سبک است و برای پوشنده احساس سبکی دارد. او می‌گوید: «چشم‌انداز ما این است که این ربات‌ها باید مانند پوشاک عمل کنند و پوشیدن آنها برای مدت طولانی راحت باشد.

تیم او با دیوید لین، متخصص مغز و اعصاب، مدیر کلینیک بازیابی عصبی MGH، در برنامه های توانبخشی برای بیمارانی که دچار سکته مغزی شده اند، همکاری می کند. این تیم همچنین کاربردهای گسترده تری از این فناوری از جمله برای افرادی که آسیب نخاعی یا دیستروفی عضلانی دارند را می بینند.

سابرینا پاگانونی، یکی از نویسندگان این مقاله، می گوید: «در حالی که ما برای توسعه درمان های جدید اصلاح کننده بیماری که طول عمر را افزایش می دهد، کار می کنیم، لازم است ابزارهایی نیز ایجاد کنیم که بتواند استقلال بیماران را با فعالیت های روزمره بهبود بخشد. پزشک دانشمند در مرکز MGH Healey & AMG برای ALS و دانشیار در بیمارستان توانبخشی Spaulding / دانشکده پزشکی هاروارد.

نمونه اولیه توسعه‌یافته برای ALS تنها روی شرکت‌کنندگانی که هنوز برخی از حرکات باقی‌مانده در ناحیه شانه‌شان داشتند، می‌توانست کار کند. با این حال، ALS معمولاً طی دو تا پنج سال به سرعت پیشرفت می‌کند و بیماران را قادر به حرکت و در نهایت قادر به صحبت کردن یا بلعیدن نمی‌کند. این تیم با همکاری Leigh Hochberg، متخصص مغز و اعصاب MGH، محقق اصلی سیستم رابط عصبی BrainGate، در حال بررسی نسخه‌های بالقوه پوشیدنی‌های کمکی است که حرکات آن‌ها می‌تواند توسط سیگنال‌هایی در مغز کنترل شود. آنها امیدوارند چنین وسیله ای ممکن است روزی به حرکت در بیمارانی که دیگر فعالیت عضلانی باقی مانده ندارند کمک کند.

پروئیتی می‌گوید بازخورد شرکت‌کنندگان در مطالعه ALS الهام‌بخش، تکان‌دهنده و انگیزه‌بخش بود.

“نگاه کردن به چشمان مردم در حین انجام وظایف و تجربه حرکت با استفاده از ابزار پوشیدنی، شنیدن بازخورد آنها مبنی بر اینکه از اینکه ناگهان دست خود را به گونه‌ای حرکت می‌کنند که سال‌ها قادر به انجام آن نبوده‌اند بسیار خوشحال شده‌اند، احساس بسیار تلخ و شیرینی بود.”

این تیم مشتاق است که این فناوری شروع به بهبود زندگی مردم کند، اما آنها هشدار می دهند که هنوز در مرحله تحقیق هستند و چندین سال تا معرفی یک محصول تجاری فاصله دارند.

“پوشیدنی های رباتیک نرم پیشرفت مهمی در مسیر بازیابی عملکرد واقعی برای افراد مبتلا به ALS هستند. ما از همه افرادی که مبتلا به ALS هستند که در این مطالعه شرکت کردند سپاسگزاریم: تنها از طریق تلاش های سخاوتمندانه آنها است که می توانیم پیشرفت کنیم و فناوری های جدید را توسعه دهیم. پاگانونی می گوید.

دفتر توسعه فناوری هاروارد از مالکیت معنوی ناشی از این مطالعه محافظت کرده و در حال بررسی فرصت های تجاری سازی است.

نویسندگان دیگر عبارتند از سیاران اونیل، لوکاس گرز، تازی کول، سارا مندلوویتز، کریستین نوکلز، و کامرون هوهیمر.