Salute e malattia

Protesi Corporee: Tipi, Funzionamento e Biomeccatronica

Cos'è una protesi

In medicina le protesi corporee, anche chiamate protesi, sono estensioni artificiali che sostituiscono una parte mancante o difettosa per incidente, trauma o malattia congenita (mancante dalla nascita). Appartengono al campo della biomeccatronica, la scienza che combina dispositivi meccanici con scheletro, muscoli e sistemi nervosi per migliorare o supportare la perdita di controllo motorio per difetto, malattia o trauma.

Arti inferiori

Le protesi per arti inferiori sostituiscono arti a livello dell'anca o sotto. Si suddividono in:

  • Transtibiale (sotto il ginocchio, "BK"): amputazione che attraversa la tibia.
  • Transfemorale (sopra il ginocchio, "AK"): amputazione che attraversa il femore.

Casi meno comuni: disarticolazione d'anca, di ginocchio, di Symes (caviglia).

Arti superiori

Protesi anche per sotto e sopra il gomito. I tipi più comuni usano metallo, gusci plastici, uncini e dispositivi meccanici. Protesi avanzate usano robotica o sostituzioni realistiche in silicone o cloruro di polivinile.

Robotica

Negli ultimi anni la robotica è stata ampiamente integrata nella creazione di arti protesici. La maggior parte usa biosensori che rilevano segnali dai sistemi nervoso o muscolare e processano feedback dall'arto e dall'attuatore, mimando l'azione muscolare nel produrre movimento e forza. I segnali sono processati e inviati a un controller interno. Esempi di biosensori: elettrodi ad ago impiantati nel muscolo, fili che rilevano attività elettrica cutanea, array di elettrodi a stato solido dove i nervi possono crescere attraverso.

Cosmesi

La cosmesi è un avanzamento che crea arti realistici, tipicamente in silicone o cloruro di polivinile. Esempio: mano artificiale che imita aspetto e movimento di mani reali con vene, lentiggini, impronte digitali e peli. Cosmesi pronte in varie taglie; su misura costano migliaia di dollari. A seconda del design, si attaccano al corpo con aspirazione, adesivo, guaina cutanea o forma adattata.

Neuroprotesi

Le neuroprotesi possono essere neuromotorie o neurocognitive. Neuromotorie coinvolgono nervi e muscoli; neurocognitive modulano e rilevano funzioni neurali per aumentare o ricostituire processi cognitivi: linguaggio, memoria, attenzione, funzioni esecutive. Tecnologia ancora in gran parte in sviluppo. Mira ad aiutare pazienti con paralisi cerebrale, autismo, trauma cranico, ictus, Alzheimer tra gli altri.

Organi interni

Mentre la maggior parte delle protesi sono esterne, esistono anche protesi interne come valvole cardiache artificiali (sempre più comuni) e polmoni artificiali. Cuori artificiali meno comuni ma in sviluppo attivo. Alcuni ausili e dispositivi medici considerabili protesi: bendaggi gastrici, occhi artificiali, obturatori palatini, dentiere.