AAU-forskere skaber fremtidens knæprotese med indbyggede elmotorer
Hvert år bliver der i Danmark udført cirka 10.000 knæudskiftninger på patienter, som får indopereret en protese. Ikke alle knæoperationer går godt. For hver ti knæoperationer i Danmark er to af dem genoperationer. Ofte sker det, fordi protesen ikke sidder rigtigt og dermed giver knæløshed, smerter og inflammation. Resultatet er, at patienten endnu engang må på operationsbordet. Det er ubehageligt for patienten og dyrt for samfundet.
Gør finjustering efter operation mulig
I fremtiden kan genoperationer måske helt undgås. Lektor i biomekanik på Aalborg Universitet, Michael Skipper Andersen, vil i et nyt projekt forsøge at løse udfordringen med de mange genoperationer ved at bygge små elmotorer i knæproteser. På den måde kan protesen - mens det sidder i patientens knæ - blive finjusteret.I første omgang vil forskerteamet finde svar på, hvorfor der så hyppigt opstår knæløshed efter implantation af en knæprotese.
- Når vi forstår, hvorfor knæløshed opstår, kan vi dernæst undersøge, hvordan vi bedst korrigerer for den løshed. Der findes allerede knæproteser med indbygget elektronik – typisk i form af sensorer til måling af kraft. Det bliver spændende at se, om det er muligt at udvide med motorer, forklarer Michael Skipper Andersen, der er uddannet robotingeniør med speciale i biomekanik og lektor ved Institut for Materialer og Produktion på Aalborg Universitet.
Han og forskerteamet har netop fået en bevilling på godt 6,2 mio. kr. fra Danmarks Frie Forskningsfond. Pengene skal gå til at udvikle en prototype i projektet SPARK – Smart Personalized Adjustable Replacement of the Knee.
Forskning på området er i dag primært fokuseret på at forbedre kirurgens muligheder for at justere knæprotesen optimalt under den første operation. Blandt andet ved hjælp af robotkirurgi eller ved at bruge 3D-printede skæreguides. Michael Skipper Andersen of forskerteamet fra Aalborg Universitet går en anden vej. De vil forsøge at give klinikere mulighed for at efterjustere, når patienten oplever knæløshed.
Mere fleksibilitet i protese og knæ
Spørgsmålet er, hvordan designet af en bevægelig knæprotese bedst ser ud. Ideen er ifølge Michael Skipper Andersen at integrere en eller flere aktuatorer - som svarer til den type små elektriske lineære motorer, vi kender fra hæve-sænke borde - i de forskellige dele, som en knæprotese består af.
En knæprotese, som den ser ud i dag, består af to metaldele, der er placeret på hver side af knæleddet. I midten sidder en plastdel. Forskerne vil forsøge at koble en aktuator på plastdelen. Hvis det lykkes for dem at koble aktuatorer på alle tre dele, vil patienten opleve markant mere bevægelsesfrihed. Så vil både plast- og metaldele kunne bevæge sig mere fleksibelt sidelæns og frem og tilbage.
- Strømmen til elmotorerne tilføres udefra ved hjælp af et elektromagnetisk felt, når patienten er til efterjustering. Det er samme teknik, som benyttes ved trådløs opladning af en mobiltelefon. Det er ikke planen, at aktuatorer skal bruges i hverdagen, men kun de få gange på hospitalet, hvis patienten bliver ramt af knæløshed efter den første operation, pointerer Michael Skipper Andersen.
Der er til at begynde med afsat fire år til projektet, som skal resultere i en funktionsdygtig prototype, der først skal afprøves i lig. Der findes i dag ikke aktuatorer og andre motorer, der er godkendt som medicinsk udstyr til proteser. Derfor forbereder forskerteamet sig på, at der i projektet er en betydelige mængde arbejde i at finde og udvikle komponenter til løsningen med en justerbar knæprotese.
- Hvis det lykkedes for os at designe og udvikle en løsning til knæproteser er vejen banet for at udbrede aktuator-konceptet til andre dele af den menneskelige krop. Det vil være oplagt gå over til at forske i ankelproteser og skuldre, hvis vi kommer i mål med en justerbar knæprotese. Men med antallet af udskiftninger af knæ på grund af eksempelvis slidgigt og de efterfølgende genoperationer er knæproteser et oplagt sted at starte, udtaler Michael Skipper Andersen.
Foto: Henrik Wagner
Kontakter
Michael Skipper Andersen, Ph.D,
Associate Professor of Biomechanics
Department of Materials and Production,
Aalborg University,
Email msa@mp.aau.dk
Mobile: +45 30354170
Phone: +45 9940 9311
Jeannette Bylov, presserådgiver, AAU Kommnikation. Mobil: 24230566
Billeder
Information om Aalborg Universitet
Følg pressemeddelelser fra Aalborg Universitet
Skriv dig op her, og modtag pressemeddelelser på e-mail. Indtast din e-mail, klik på abonner, og følg instruktionerne i den udsendte e-mail.
Flere pressemeddelelser fra Aalborg Universitet
Aalborg Universitet har skabt vækst og udvikling i 50 år19.4.2024 09:36:21 CEST | Pressemeddelelse
I år er det 50 år siden Aalborg Universitet blev etableret efter årelang kamp fra nordjyske politikere, virksomheder og gymnasieelever. Beslutningen om at etablere et universitet i Aalborg har haft stor betydning for vækst og beskæftigelse i Nordjylland. Samtidig har AAU leveret forskning af højeste kvalitet både nationalt og internationalt.
AAU-forskere har opfundet stærkt værktøj til at nedbringe CO2-udledning17.4.2024 08:00:00 CEST | Pressemeddelelse
Forskere fra Aalborg Universitet har udviklet en model og database, som kan beregne produkter og materialers CO2-aftryk. Det er vigtige data i forhold til at få indblik i, hvor man kan ’spare’.
Nyt forskningsprojekt sigter mod at forbedre trivslen blandt demensramte med musik16.4.2024 07:30:00 CEST | Pressemeddelelse
Et nyt projekt, støttet af VELUX FONDEN, retter fokus mod demensomsorgen på plejecentre rundt omkring i landet. Målet er at højne fagligheden i den daglige pleje, så trivslen stiger og forbruget af antipsykotisk medicin kan sænkes.
Europæiske millioner til ny forståelse af global ulighed11.4.2024 12:31:55 CEST | Pressemeddelelse
For at forstå de situationer, mennesker står i, når de bliver fængslet, udelukket eller fordrevet, er man nødt til at se på de berørte som del af familier og ikke kun som individer. Derfor modtager et danskstyret forskningsprojekt nu europæisk millionstøtte til at skabe nye forståelser for global ulighed.
Sætter lys på trafikkens mørketal og finder en tredobling i antallet af ulykker2.4.2024 14:37:00 CEST | Pressemeddelelse
Der er langt flere ulykker i trafikken, end hvad de nuværende ulykkesstatistikker viser. Det er et af resultaterne af et forskningsprojekt om mørketal i trafikken, der er ledet af forskere fra Aalborg Universitet. I forsøget er ambulancedata brugt til at afdække nye, sorte pletter på vejene.
I vores nyhedsrum kan du læse alle vores pressemeddelelser, tilgå materiale i form af billeder og dokumenter samt finde vores kontaktoplysninger.
Besøg vores nyhedsrum