Krankheiten, Unfälle und Verletzungen oder auch Komplikationen bei harmlos erscheinenden Operationen – von einen auf den anderen Tag kann das ausgeklügelte Konstrukt Mensch buchstäblich ins Wanken geraten, wenn durch einen Schicksalsschlag die Fähigkeit des normalen Gehens plötzlich nicht mehr zur Verfügung steht. Doch es gibt gute Nachrichten: Innovative Technologien machen Betroffenen Hoffnung auf ein nahezu uneingeschränktes Leben.
Sind Nerven, Gelenke, Muskeln oder Knochen dauerhaft geschädigt, verlieren wir wichtige Bausteine des komplexen menschlichen Gehvorgangs. Selbst wenn nur eine kurzfristige Beeinträchtigung besteht, merkt man doch schnell, wie der Körper versucht, Missstände zu kompensieren. Fehlhaltungen sind die Folge und müssen unter Umständen ebenfalls behandelt werden. Eingeschränkte Mobilität ist darüber hinaus auch als negativer Faktor für das allgemeine Wohlbefinden nicht zu unterschätzen.
Wie alles begann
Maßnahmen zur Behandlung solcher Probleme existieren bereits so lange, wie es die menschliche Zivilisation gibt. Den Begriff der Orthopädie begründete allerdings erst 1741 der französische Mediziner Nicolas Andry de Boisregard mit seinem Werk „Orthopädie, oder die Kunst, bey den Kindern die Ungestaltheit des Leibes zu verhüten und zu verbessern“. 1816 gründete Johann Georg Heine – nicht Mediziner, sondern Mechaniker – im ehemaligen Stephanskloster zu Würzburg die erste deutsche orthopädische Anstalt. Anfangs ging es auf dem Gebiet der Orthopädie vor allem um die Korrektur von Fehlhaltungen und der Verhinderung von Verkrüppelungen hinsichtlich des kindlichen Stütz- und Bewegungsapparats. Durch die Weltkriege gerieten verstärkt Erwachsene in den Fokus der Orthopädie, deren Arbeitsfähigkeit man nach Kriegsverletzungen z. B. über sogenannte Funktionsprothesen – also mit Werkzeugen am Prothesenarm – wiederherzustellen versuchte. 1919, kurz nach Ende des Ersten Weltkriegs, gründete ein gewisser Otto Bock in Berlin die Orthopädische Industrie GmbH, die später nach Südniedersachsen umsiedelte.
Auch eine zunehmende Verschmelzung des orthopädischen Fachgebiets mit der Chirurgie war zu beobachten, sodass man mittlerweile in konservative bzw. klassische und operative Therapietechniken innerhalb der Orthopädie unterscheidet.
Technik macht mobil
Orthopädische Maßnahmen waren seit jeher in der Lage, das Leben betroffener Personen nachhaltig zu verbessern. Doch erst im Zuge des technologischen Fortschritts, insbesondere durch den Einsatz von Mikroprozessoren, verschoben sich die Grenzen des Machbaren in ungeahnte Bereiche. Die Duderstädter Technologieschmiede von Ottobock hat in der Vergangenheit ein gutes Gespür für Innovationen in der Orthopädietechnik bewiesen und ist so weltweit zu einem Vorreiter in der Branche geworden.
1997 stellte man z. B. auf der Weltleitmesse in Nürnberg mit dem C-Leg die erste elektronisch gesteuerte Knieprothese vor. Fünf Jahre zuvor hatte Ottobock-Chef Prof Hans Georg Näder die Erfindung des kanadischen Ingenieurs Kelly James auf dem ISPO Weltkongress in Chicago entdeckt und sofort das Potenzial erkannt. Mittlerweile gibt es das C-Leg bereits in der vierten Generation. Weitere Modelle wie die Genium, die Genium X3 und die Kenevo-Prothese sind Nachfahren des ersten C-Legs.
Und auch in der Orthetik hat die moderne Technik längst Einzug in die Hilfsmittel gehalten. Durch Sensortechnik ist es bei der 2018 erstmals von Ottobock vorgestellten Bein-Orthese C-Brace möglich, den natürlichen menschlichen Gang fast vollständig wiederherzustellen. Je nach Phase des Gehens unterstützt die sogenannte „stand- und schwungphasenkontrollierte Orthese“ auf andere Weise. Was genau der Träger gerade benötigt, wird digital erfasst und in eine entsprechende Reaktion umgesetzt. Dazu wurde in die Gelenkachse ein 3D-Sensor eingebaut, der alle 0,01 Sekunden die Stellung des Gelenks misst und in Echtzeit die Gehbewegung kontrolliert. Und das gilt nicht nur für ebenen Untergrund. Auch Schrägen oder unebene Bodenverhältnisse kann der Sensor registrieren und ausgleichen.
Im Bereich der Prothesen erzielt die bereits erwähnte Genium X3 denselben erstaunlichen Effekt. Mit integrierten Sensoren prüft die Prothese ständig, in welcher Gangphase sich die Person befindet. Die Prothese reagiert dann sicher auf die unterschiedlichen Anforderungen. Sogar Treppensteigen im Wechselschritt, Rückwärtsgehen sowie das Stehen und Gehen auf Schrägen wird dadurch ermöglicht.
Digitalisierung und die Hilfe aus dem 3D-Drucker
Früher mussten zur Herstellung möglichst passgenauer Orthesen aufwendige Gips-Abdrücke angefertigt werden. Heute lässt sich der komplette Fertigungsprozess digital gestalten. Statt handwerklicher Arbeiten an einem Modell wird ein 3D-Scan des Körperteils am Computer bearbeitet, getestet und dann an einen Fräser weitergeleitet. Gerade bei Prothesen ist Genauigkeit gleichbedeutend mit Lebensqualität. Denn je genauer ein Ersatz-Körperteil ist, desto schneller geht die Eingewöhnung und desto weniger Nebenwirkungen wie z. B. wunde Stellen treten auf.
Auf dem Gebiet der Orthesen und Helme ist man bei Ottobock in der Fertigung schon einen Technologieschritt weiter. Statt über einen Fräser ein sogenanntes „Positiv“ – also ein Abbild der Extremität – zu schaffen, lässt sich das Hilfsmittel direkt aus einem 3D-Druckverfahren heraus gewinnen. In Zukunft soll diese hochmoderne 3D-Druck-Technologie auch bei Prothesen Anwendung finden.
Der technologische Fortschritt vereinfacht und verkürzt den Herstellungsprozess, wodurch der Orthopädietechnik mehr Zeit für die Betreuung der Patienten bleibt.
Greifbarer Fortschritt
An den oberen Extremitäten tragen hochmoderne orthopädische Hilfsmittel zur Rückgewinnung eines erheblichen Stücks Lebensqualität bei. Aktuelle Unterarm- und Handprothesen machen deutlich, wie die heutige Technik in der Lage ist, Menschen beispielsweise nach Unfällen neuen Mut zu machen, weil viele Alltagshandlungen wieder allein zu bewerkstelligen sind. Greifen, Halten oder Heben können mit intensivem Training neu erlernt werden. Möglich wird das durch die Nutzung der Myoelektrik, also der Spannung, die in Muskelzellen aufgebaut wird und die auf der Haut über mikroprozessorgesteuerte Sensoren messbar wird. Die Prothese erkennt, wann der Träger bestimmte Unterarmmuskeln in seinem Stumpf aktiviert, um zum Beispiel nach einem Glas zu greifen oder auf das Handy zu tippen, und gibt das an die kleinen eingebauten Elektromotoren weiter, die dann die Bewegung ausführen.
Es klingt fast noch nach Science-Fiction, aber High-Tech-Prothesen sind heute bereits fähig, von ihrem Träger Bewegungen zu lernen. Diese Künstliche Intelligenz erlaubt es, verbliebene Muskelsignale nicht nur zu regis-
trieren, sondern sie als charakteristische Bewegungsmuster zu speichern. Die Hand wird so vom Träger programmierbar und die Prothese lernt dabei vom Anwender – nicht umgekehrt wie „früher“. Außerdem kann damit die Anpassungszeit an die Prothese und ihre funktionalen Möglichkeiten potenziell erheblich reduziert werden.
Warum auch das Alter eine Rolle spielt
Nicht nur in der Behandlung von akut auftretenden Problemen ist die moderne Orthopädietechnik involviert. Gerade die demografische Entwicklung der Bevölkerung macht fortschrittliches Denken in der Orthopädietechnik unabdingbar, um degenerativen Prozessen im menschlichen Körper in Zukunft noch effektiver entgegenzuwirken und die Lebensqualität Älterer länger zu erhalten. Dazu gehört, Menschen beim Erhalt ihres selbstbestimmten Lebens im Alter zu unterstützen, sei es in der Mobilität und Pflege oder über die Vernetzung mit medizinischer Versorgung. Hinsichtlich orthetischer oder prothetischer Hilfsmittel gibt es in dieser Lebensphase ganz andere Anforderungen, als es beispielsweise bei jungen Erwachsenen der Fall ist.
Nach einem einschneidenden Ereignis Sicherheit und Vertrauen in den eigenen Körper wiederherzustellen, beginnt auch mit der Wahl des individuell passenden Hilfsmittels. In Zukunft werden Betroffenen dafür immer mehr Möglichkeiten offenstehen.
erschienen in: FÜNFZIG+ life – Ausgabe 03/2021
Fotos: © Ottobock Firmen- und Familienarchiv