Совсем недавно шотландская фирма Touch Bionics презентовала уникальное изобретение - биопротез руки, управляемый силой мысли. В этом году компания наладила производство таких рук, существенной доработкой считается то, что новые протезы «чувствуют» предметы. Все новое - хорошо забытое старое. Аналогичные биопротезы, с системой пропорционального управления, были разработаны харьковскими учеными еще в славные 70-е годы.
Одним из первых на себе их испытал заведующий конструкторским бюро Харьковского института ортопедии и травматологии Василий Капуста.
У Василия Лаврентьевича, оставшегося после ампутации без обеих рук, был механический протез с тяговой системой управления. С помощью этого протеза он выполнял сложные чертежные работы. Как заведующий КБ института и консультант по обучению инвалидов он многое сделал для практического применения протезирования с целью восстановления трудоспособности инвалидов. Многого достиг в области протезирования кисти. Примерный семьянин, Василий Капуста будто не замечал своего изъяна. Руководитель КБ вел полноценный образ жизни, по утрам занимался гимнастикой. Еще у Капусты имелась характерная черта: любил он прогуливаться недалеко от стройки и подолгу наблюдать за работой башенных кранов.
Коллектив института всегда жил большой дружной семьей. Праздники и будни, трудности и радости были общими.
И вот в 1973 году представлена защита кандидатской диссертации Владимира Гибнера «Система пропорционального управления с электрической обратной связью для биопротеза». В аудитории присутствуют члены ученого совета и вся профессура - состоявшаяся и будущая: директор института академик Алексей Корж, Зоя Мителева, Александр Корольков и многие другие. Все это снимает на пленку фотограф Никанорыч (в прошлом физик А. Н. Кузнецов). Защита прошла блестяще.
Но скоро, в этом же году, по случаю какого-то праздника, кажется Дня медика, все собрались в аудитории. Проводились награждения среди своих, и какую-то грамоту собирались вручить Гибнеру. Зал замер в ожидании: вместо него выходит Капуста и играет на фортепьяно «Чижика-пыжика» своими руками (!). «Ничего, ничего! - раздаются одобрительные возгласы. - Скоро Василий Лаврентьевич концерты будет давать». «Что вы ерунду говорите? Я, извиняюсь, теперь могу сходить в уборную как мужчина и без свидетелей», - шутит Капуста. «Не надо, мы верим!» - со смехом взмолилась аудитория. «Да я и не собираюсь, просто вы поймите мою радость», - улыбается Василий Лаврентьевич.
- В биопротезировании верхней конечности мы не были первыми, - вспоминает сегодня главный научный сотрудник института профессор Дмитрий Александрович 
Яременко (на фото), - мы продвигались параллельным путем с московскими коллегами. Зато в биопротезировании нижней конечности мы были первыми в Украине и, не побоюсь этого слова, в СССР. В стенах Укрниипротезирования таких протезов мы изготовили три экземпляра, заведующим лабораторией нижней конечности тогда был кандидат технических наук А.Н. Ситенко, а непосредственным исполнителем - московский аспирант-харьковчанин Евгений Коновалов. Я состою в соавторстве разработки модульного биопротеза нижней конечности с запрограммированным локомоторным актом.
В протезировании верхней конечности Владимир Гибнер, по словам Дмитрия Александровича, был отличным, умным исполнителем и талантливейшим изобретателем. Ему лишь посчастливилось стоять у истоков открытия. Биопротезы - заслуга целой плеяды ученых: это и академик Алексей Корж, и руководитель лаборатории протезов верхней конечности Валерий Чернышев, и научный сотрудник Евгений Яровой, практически реализатор всех тех идей, которые были связаны с созданием биопротезов. В самом общем плане биопротезирование в институте имени М. Ситенко началось с идеи интенсивного протезирования прямо на операционном столе. (Это очень важно в психологическом плане.) Появились тотально-контактные вакуумные культеприемники, неспадающие протезы из армированного полиэтилена, юстировочное устройство для голени, скелетированные гильзы для приема бедра и функционально-корректирующий корсет для детей, страдающих сколиозом. Однако протезирование инвалидов механическими протезами в ряде случаев не удовлетворяло функциональные запросы, предъявляемые инвалидами к протезам. Открытие учеными биоимпульсов свершило настоящую революцию в протезировании того времени. Оказалось, что после утраты конечности у человека очень долго сохраняется фантом руки или ноги.
Ученых заинтересовали достижения электроники и робототехники, появление «рабочих» биороботов, особенно за рубежом. Были разработаны специальные приемники импульсов, передаваемых биотоками, приводящие в действие электропривод. Впервые в СССР в Центральном НИИ протезирования и протезостроения (ЦНИИПП, Москва) был создан биопротез с релейной системой управления с использованием внешних источников питания. Такие протезы были способны заменить механические. Управление биоэлектрическим протезом с использованием внешних источников питания осуществлялось путем снятия и усиления биоэлектрических потенциалов с усеченных мышц культи. Что по своей природе приближается к естественному управлению здоровой рукой.
В стенах ортопедии академик А.А. Корж организовал разработку системы пропорционального управления, способной дозировать силу схвата пальцами искусственной кисти в зависимости от объема и плотности предмета.
Работа велась скрупулезная, «руки» были буквально напичканы электроникой. Проектировал и паял схемы Гибнер, многие элементы рождались в лаборатории новых материалов, другие части изготовляли в мастерской при институте, некоторые узлы и микродвигатели доставлялись с военных предприятий.
В институте лечили мальчика, Глеба Ясакова, которого привезли в виде «обрубка»: у него был только кусочек руки. Ребенок лежал в специальной коляске, которой управлял при помощи культи и палочки. Глеб намеревался покончить с собой, но Зоя Мителева уговорила его не делать этого. Мальчику поставили биопротез правой руки и сделали очень сложную операцию, чтобы он мог приводить себя в вертикальное положение. «Когда мальчика привезли впервые, он просил не возиться с ним. Все равно, мол, покончит с собой, - вспоминает заворгметотдела Зоя Мителева. - А после лечения он приехал на коляске и дает мне большую жменьку конфет. Мне эти конфеты были вообще не нужны, но ему так хотелось отблагодарить меня. Я их взяла, поблагодарив Глеба, положила их в карман. Нельзя не принимать благодарности от больных».
В 1974 году отдел протезирования был передан из института ортопедии в Украинский центральный институт экспертизы трудоспособности и организации труда инвалидов, на базе которого в 1976 году организовали Украинский НИИ протезирования, протезостроения и восстановления трудоспособности инвалидов. Возглавил новоиспеченное учреждение Дмитрий Яременко. Туда были переведены практически все работники отдела протезирования. Ортопедический же институт с новым названием и, соответственно, профилем продолжал свою деятельность - но в других направлениях. В 1986 году Дмитрий Яременко вернулся в институт имени М. Ситенко и через три года возглавил научно-организационный отдел. Сейчас он - главный научный сотрудник института.
- Дмитрий Александрович, расскажите, пожалуйста, о специфике работы возглавляемого вами с 1974 года НИИ протезирования.
- Наша деятельность в области биопротезирования преимущественно была связана с разработкой техники по обучению людей с ограниченными возможностями как можно быстрее привыкнуть к биопротезу. На первом и втором этапах проводилось протезирование и обучение, психологическая адаптация и, наконец, переквалификация с последующим трудоустройством. Еще в институте ортопедии и травматологии мы соорудили специальный стенд по восстановлению трудоспособности, на котором пациент обучался работать биопротезом, а мы оценивали качество протеза и постепенно его совершенствовали. Если на первых биопротезах действовали пальцы только на захват, то на последующих моделях постепенно появлялись и другие функции. От одной пары движения мы поэтапно переходили к двум, добавляли ротационные движения кисти и так далее. За нами было закреплено предприятие, на котором изготовлялись такие протезы. Мы замкнули на себе два техникума и несколько предприятий для трудоустройства инвалидов. Тогда был впервые решен вопрос социально-трудовой реабилитации. Затем на базе ортопедического трудового профилактория появилась экспериментальная станция при институте труда. Их объединили и создали Институт экспертизы трудоспособности инвалидов. Но вскоре «трудоустройство» заменили рекомендацией. А впоследствии с моим приходом в институт протезирования его переименовали и впервые в Украине был создан научный центр реабилитации инвалидов ортопедо-травматологического профиля. Пока я возглавлял институт протезирования, каждый год биопротезы рук ставили более чем 50-ти инвалидам. Очень жаль, что с 1991 года биопротезирование инвалидов с ампутационными культями у нас пошло на спад. Я был на протезном предприятии около полугода назад, мы проводили там заседание общества. И мне сообщили, что участок по производству протезов с биоэлектрическим управлением больше не функционирует. Раньше, в эпоху развитого социализма, государство выделяло средства (один такой протез стоил около двух тысяч советских рублей), сейчас Украина не в состоянии заниматься этим. А чтобы перевести на коммерческую основу, нужна невероятно огромная сумма денег. К тому же производство таких протезов нерентабельно. Теперь выходит, что наука оторвана от самого главного - от производства, а значит, от практической реализации идей.
- В чем состояла особенность ваших протезов?
- Во всем Советском Союзе биопротезы изготовляли только наш институт и Москва. Биопротезы московского Центрального института - системы релейного управления и они имеют ряд преимуществ. Это, во-первых, компактность. «Слабостью» московского биопротеза было то, что его система управления не обеспечивала дозированную силу схвата в зависимости от плотности и объема предмета. Наш биопротез, с системой пропорционального управления, намного практичнее. Представьте разницу: захотели вы перевернуть страницу книги - или держаться за поручень в общественном транспорте. Усилия разные, энергозатраты - тоже. В этом важную роль играет обратная связь. Иначе биопротез может израсходовать на один импульс всю энергию и деформироваться. Поэтому у нас сила схвата дозировалась, но, к сожалению, источник питания выносной. Пациенту необходим был на одежде специальный карман, к которому протягивалась проводка. У москвичей же батареи устанавливались непосредственно в протез, который выглядел гораздо изящнее. И потому когда нас приглашали во Францию на международную выставку, мы не поехали: было несолидно. С появлением наших протезов институт протезирования, созданный на базе ортопедического института, приобрел всесоюзное значение. С этого момента институту протезирования вменяются функции республиканской комиссии по определению показаний для снабжения инвалидов льготным транспортом.
- Насколько мне известно, зарубежные компании применяют метод управления биопротезом, очень похожий на ваш. Продолжается ли в стенах института имени М. Ситенко работа над усовершенствованием биопротезов?
- Конечно же, ведется. Но такого всплеска активности научных открытий, как раньше, уже не наблюдается. В этом направлении успешно работает старший кандидат наук доцент Алексей Дынник. Кадров, способных решать эти проблемы, у нас хватает, но в этот отдел они не идут. Раньше препятствовал консерватизм, после развала Союза - недофинансирование, правда, сейчас ситуация налаживается. Но если нет участка и нет разработки биопротезов как научной задачи, то решение проблемы не продвигается.
- Какой вы видите положительную перспективу развития биопротезирования в нашей стране?
- Я считаю, что она есть. Только для начала общество должно вырасти в понятиях, переварить этот сиюминутный хаос. Я уверен: рано или поздно Украина созреет до осознания того, что каждый вернувшийся к полноценной жизни человек - колоссальная положительно направленная энергетика. Этой проблемой надо заниматься и ею нужно болеть, быть патриотом этой проблемы. Надеюсь, что вскоре с улучшением финансовых и экономических условий жизни общества появятся возможности и заинтересованность в развитии этого направления социальной помощи населению.
Автор: Дмитрий Тимошенко
Источник: news.wosir.ua