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Der Verlust von Gliedmaßen ist für Körper und Seele ein erschütterndes Erlebnis - nicht zuletzt, weil Beweglichkeit und Bewegung maßgeblich die Lebensqualität bestimmen. Mittlerweile können Prothesen dazu beitragen, Lebensfreude und Mobilität zurück zu erlangen. Das war nicht immer so.
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Bis ins 16. Jahrhundert blieb Menschen, die Fuß oder Unterschenkel verloren hatten, nichts anderes übrig als auf Holzstelzen zu humpeln. Meist wurden die Betroffenen zu Bettlern, weil es ihnen nicht mehr möglich war, ihrer gewohnten Arbeit nachzugehen. So wurde der mit Lederriemen befestigte "Stelzfuß" zum Symbol der Bedürftigen.
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Erst nach 1600 entwickelte man gefederte Prothesenfüße und einfache Kniegelenke. Als Material wählte man zunächst Metall, später kehrte man zu Holz zurück. Im 19. Jahrhundert begann man, auch anatomische und biomechanische Aspekte zu berücksichtigen.
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Seit den 1970er Jahren lassen sich Prothesen nach dem Baukastenprinzip zusammensetzen. Die mechanischen Einzelteile werden industriell gefertigt. Eine Beinprothese besteht seither oft aus einer Stahlrohrkonstruktion, ...
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... die mit Schaumstoff verkleidet werden kann.
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Ein Orthopädietechniker baut die Einzelteile dann zu einer individuellen Prothese zusammen.
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Für manch einen ist es wichtig, gut stehen und sicher gehen zu können, ...
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... andere mögen es eher sportlich.
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Dreh- und Angelpunkt der Beinprothese ist das Knie. Bei modernen Prothesen messen elektronische Sensoren im Knöchel die Beinbelastung und die Schrittphase. Über einen Computerchip wird dann das Knie zur Bewegung freigegeben oder arretiert.
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Die Feinmechanik hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht. Prothesen werden mehr und mehr zu einem Körperteil, ...
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... das mitunter leistungsfähiger ist als gesunde Gliedmaßen.
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Hauptursache für Amputationen sind in der westlichen Welt übrigens Diabetes und die damit verbundenen Durchblutungsstörungen.
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Andernorts sind es oft Kriegsverletzungen, die zum Verlust von Gliedmaßen führen.
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Selbst wenn der Krieg vorbei ist, bleibt die Gefahr bestehen: Landminen und Streubomben verstümmeln weiterhin zahlreiche Menschen, darunter viele Kinder. In Laos zum Beispiel stecken auch 40 Jahre nach dem Vietnamkrieg noch 80 Millionen unexplodierter Minibomben im Boden.
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Auch Unfälle und Naturkatastrophen ziehen immer wieder Amputationen nach sich. Bei dem schweren Erdbeben in Haiti im Januar 2010 haben rund 6000 Menschen Gliedmaßen verloren. Arme und Hände zu ersetzen ...
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... war für die Prothetik seit jeher schwieriger als die Entwicklung von künstlichen Beinen und Füßen.
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Der einfachste Handersatz war und ist der Haken.
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Er war früher ein als "Arbeitsklaue" bekanntes Hilfsmittel, ...
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... das von der so genannten "Sonntagshand" unterschieden wurde. Sonntagshände boten einen rein kosmetischen Ersatz, der nicht zur Arbeit taugte.
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Götz von Berlichingen, der "Ritter mit der eisernen Hand", ließ sich schon zu Beginn des 16. Jahrhunderts eine Prothese fertigen, ...
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... mit der er auch zugreifen und etwas festhalten konnte.
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Die Hand bestand aus mehr als 200 Teilen und galt als technisches Meisterwerk. Die eingebaute Maschinerie wurde mit der gesunden Hand bedient.
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Rund 300 Jahre später war es möglich, Kunstarme und -hände über eine Bewegung des Schultergürtels zu steuern. Dafür wurde eine bestimmte Zugtechnik entwickelt, mit der auch heute noch manche Prothesen arbeiten.
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Der nächste Schritt führte im Ersten Weltkrieg zu Prothesen, die sich mit der Restmuskulatur des verletzten Armes bewegen ließen.
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1998 kam der erste bionische Arm zum Einsatz, ein technisch entwickelter Arm also, der seinem natürlichen Vorbild in der Bewegung näher kam als alle bisherigen Prothesen.
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Moderne Armprothesen sind High-Tech-Produkte. Sie arbeiten myoelektrisch: Immer wenn sich ein Muskel (zum Beispiel der des Oberarms) zusammenzieht oder entspannt, entsteht eine elektrische Spannung. Diese wird von Elektroden gemessen und in Steuerimpulse übersetzt.
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Die Technik ermöglicht kräftiges, variables Zupacken.
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Auch diese Hand funktioniert myoelektrisch. Über einen Elektromotor kann sie jeden Finger einzeln bewegen. Sie agiert fast wie eine natürliche Hand.
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(Foto: Touch Bionics)
Kommt dann noch ein besonderer, kosmetischer Handschuh zum Einsatz, ist kaum noch zu erkennen, welche Hand natürlich ist und welche künstlich.
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Bei der leichteren Fluidhand übernehmen elastische Antriebselemente, eine hydraulische Pumpe, ein Steuerungscomputer und eine Ventilbank die Arbeit, die sonst von 27 Handknochen, 33 Muskeln und rund 17.000 Fühlkörperchen erledigt wird. Die Fluidhand ist besonders fingerfertig und auch feinmotorisch zuverlässig.
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Rein gedanklich lässt sich diese Armprothese steuern. Die Befehle aus dem Gehirn sprechen dabei Nerven an, die auch ursprünglich für die Bewegung des Armes zuständig waren. Allerdings mussten sie in einer komplexen Operation verlegt werden, um mit dem Ersatzteil in Verbindung zu stehen. Für den Prothesenträger fühlt sich der künstliche Arm echt an, denn er ist wärme- und druckempfindlich.
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Das Gefühl steht auch bei dieser von italienischen Forschern entwickelten Hand im Vordergrund. Sie wird ebenfalls direkt an das menschliche Nervensystem angeschlossen. Will das Gehirn die Finger zur Faust ballen, führt die Kunsthand die Bewegung aus.
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Auch Sinnesempfindungen, das Gefühl, etwas zu berühren, sind mit dieser Hand möglich. Zunächst ...
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... bewegte sich die Cyberhand computergesteuert. Dann wurde sie am Arm von Pierpaolo Petruzziello angesetzt. Nach einer mehrjährigen Testphase sollen die zehn Millionstel Millimeter dünnen Fasern der Elektroden fest mit den Armnerven Petruzziellos verbunden werden.
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Dann ist die Roboterhand beinahe Wirklichkeit geworden.
Von unbeweglich bis gefühlsecht Prothesen einst und heute
Wer den tragischen Verlust von Gliedmaßen überlebte, konnte schon im alten Ägypten zu provisorischem Ersatz greifen. Seither hat sich die Prothetik weit entwickelt. Heute laufen amputierte Sprinter mitunter schneller als ihre Kontrahenten auf zwei Beinen. Und der altbekannte Haken wandelte sich zur fühlenden Cyberhand.
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