На прямой связи с нервными клетками: как в России создают бионические протезы

Демонстрация искусственных конечностей была частью очередного выпуска проекта Ростеха "Наш краш", в котором рассказывается об изделиях предприятий госкорпорации, а затем образцы подвергают различным испытаниям. При этом, как правило, условия тестов намного превышают характеристики, заложенные при создании этих изделий.

На прямой связи с нервными клетками: как в России создают бионические протезы
© ТАСС

Героями выпуска про современные протезы стали два пользователя изделий МПО "Металлист". Один из них лишился руки по локоть в результате бытового несчастного случая, другой — потерял конечность по плечо в ходе специальной военной операции. В видеосюжете пользователи готовили пищу, обедали, занимались спортом.

Почти живые

Высокотехнологичные протезы конечностей в России разрабатывают несколько компаний. К примеру, это "Моторика", являющаяся резидентом инновационного центра "Сколково". Компания создает протезы пальцев и кисти, предплечья, плеча, детские протезы, ведет исследования, призванные улучшить производимые изделия. Модульные бионические протезы рук разрабатывает и другой резидент "Сколково" — новгородская компания "Техбионик". Совместно с ООО "Протезно-ортопедическое малое предприятие "ОРТЕЗ" компания создала внешние роботизированные ортопедические аппараты — ортезы. Устройства применяются для реабилитации, ортопедической коррекции нижних конечностей, работают на биомеханических принципах.

Научно-производственная корпорация "Системы прецизионного приборостроения" (НПК "СПП", входит в госкорпорацию "Роскосмос") разработала бионические протезы ног, взаимодействующие с нервными клетками пользователя. По словам создателей, устройство, названное "Актив-2", содержит гидропривод с аккумуляторным питанием, способно автоматически подстраиваться под темп ходьбы и даже легкого бега носителя, управляя фазами шага. В планах создателей — дополнить протез режимами помощи при вставании, езды на велосипеде и др. В зависимости от интенсивности применения модуль может работать без подзарядки до двух суток.

МПО "Металлист", изделия которого демонстрировались в проекте "Наш краш", ведет свою непрерывную историю с 1916 года, когда указом российского императора Николая II в Москве в Донском проезде был построен Центральный протезный завод. С 2023 года по поручению президента России Владимира Путина предприятие разрабатывает и производит комплектующие к современным протезам, в том числе бионическим.

Эдуард Янушенко, генеральный директор МПО "Металлист", раскрыл ТАСС статистику категорий людей, нуждающихся в протезировании. В первую очередь это пациенты с ампутациями в связи с сосудистыми заболеваниями и диабетическими осложнениями. Затем идут пациенты с обморожениями, электро- и автотравмами, затем — ветераны боевых действий. Протезы бывают необходимы пациентам с врожденной недоразвитостью конечностей, а также с онкозаболеваниями, приводящими к ампутации. При этом, по словам руководителя компании, в России в год производится около 50 тыс. протезов нижних конечностей и 15–20 тыс. — верхних.

Владислав Букин отметил, что участники СВО составляют менее нескольких процентов пользователей протезов, однако есть резко возрастающая потребность в бионических протезах для молодых пострадавших, что связано с их двигательной активностью.

По пути импортозамещения

"С 90-х годов российский рынок комплектующих стал непосредственно зависеть от импорта, — сообщил ТАСС Эдуард Янушенко. — В те годы многие российские разработки были проданы зарубежным конкурентам, поэтому на данный момент нам приходится восстанавливать производство. Мы обладаем всеми компетенциями, чтобы создавать конкурентоспособные изделия. Основная задача "Металлиста" — стопроцентное импортозамещение всей основной продуктовой линейки протезных изделий, включая бионические модули". Глава компании — разработчика инновационных протезов добавил, что при высоком качестве российские изделия стоят на 30–40% меньше, чем импортные. При этом ремонт и техобслуживание отечественных протезов происходит внутри страны, что значительно сокращает их сроки. "Например, для коленного модуля "Комета" предусмотрена замена на новое изделие в течение 24 часов после обращения клиента", — рассказал Янушенко.

"Сейчас комплектующие для протезов мы производим на предприятиях Ростеха, успешно выполняя мероприятия по импортозамещению, — сказал заместитель генерального директора госкорпорации Максим Выборных. — Наши изделия, в том числе не имеющие российских аналогов, сопоставимы с лучшими иностранными образцами и оптимальны по соотношению цены и качества".

Как в свою очередь отметили в госкорпорации "Роскосмос", российский бионический протез "Актив-2", пользователями которого стали свыше 30 российских граждан, состоит из отечественных комплектующих на 95%.

Жизнь после ампутации

"Я понимаю, что протез — это неотъемлемая часть меня и моей жизни, без которого я просто не смогу ходить, заниматься спортом, — рассказал ТАСС Владимир Киселев, заслуженный мастер спорта России. — В этом плане главная цель протезирования — вернуть людям мобильность, уверенность в себе и своих силах". Владимир лишился обеих ног в возрасте 9 лет в результате несчастного случая. На протезах он ходит и занимается спортом более 40 лет, является двукратным паралимпийским чемпионом мира по биатлону, обладателем трех Кубков мира сезонов 2005 и 2006 годов в биатлоне. Сегодня Владимир Киселев — амбассадор МПО "Металлист", активный тестировщик его изделий.

"До сотрудничества с Ростехом я ходил и тестировал многие типы коленных модулей, в том числе и иностранных производителей", — сказал спортсмен. По его мнению, изделия "Металлиста" подойдут для мужчин и женщин с различными причинами ампутаций и разным уровнем активности.

"У меня сложная ампутация, — пояснил ТАСС Владимир Кялунзига, потерявший руку после того, как в ходе СВО в его бронемашину попал вражеский снаряд. — Это подразумевает, что практически невозможно восстановить какие-либо функции утраченной руки. 1,5 года я носил косметический протез, который выполнял только косметическую функцию, и только сейчас, когда я благодаря предприятию Ростеха получил возможность попробовать функциональный протез, я понимаю, что могу комфортно жить, выполнять многие действия, необходимые как в повседневной жизни, так и на работе". Один из протезов участника спецоперации — бионический. Микропроцессор устройства определяет работу мышц на груди и спине, а затем обрабатывает данные и передает управляющие сигналы на кисть.

Кялунзига, который также является амбассадором и тестировщиком изделий МПО "Металлист", отметил, что современный функциональный протез, который ему установили, позволяет, к примеру, держать документы, придерживать продукты во время готовки или взять бутылку воды.

При этом россияне могут получить бионическую конечность, цена которой может составлять несколько миллионов рублей, бесплатно по госпрограмме. В 2020 году этой возможностью воспользовалось 6 415 человек, в 2021-м — 5 633 человека. Для этого после операции по ампутации конечности медицинская организация направляет пациента на медико-социальную экспертизу, пациент проходит освидетельствование, и на все это должно уходить не более 6 дней. Срок изготовления изделия по индивидуальному заказу составляет 60 дней, серийного изделия — 30 дней.

Завтрашний день

Разработчики бионических протезов продолжают совершенствовать свои изделия. "На данный момент мы активно занимаемся разработкой протезов с адаптивной обратной связью, которая будет осуществляться при движениях за счет вибрации в кистях, — рассказал Эдуард Янушенко, добавив, что интегрирование датчиков для управления кистью требует тщательной исследовательской работы. — Есть уверенность в скорой интеграции ИИ и в системы управления микропроцессорных протезов".

Руководитель МПО "Металлист" сообщил ТАСС, что бионический коленный модуль "Комета", недавно разработанный компанией, содержит встроенный микропроцессор и использует нейросетевые технологии. Электроника собирает данные с датчиков и обрабатывает их в режиме реального времени со скоростью свыше тысячи раз в секунду. При этом процессор предсказывает ритм и рисунок ходьбы. Это позволяет применять протез в различных сценариях движения — от спокойного шага до легкого бега. "Комета" способна проработать на одной зарядке до 10 дней.

Специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) создали бионический протез ушной раковины, выглядящий как утраченный орган и содержащий электронные компоненты, необходимые для работы.

Алексей Комягин, директор Центра компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) "Бионическая инженерия в медицине", сообщил ТАСС, что к 2026 году российские разработчики экзопротезов (внешних протезов, повторяющих форму утраченных частей тела) собираются завершить разработку изделий, вживляемых в кости рук и ног. Экзопротез не нужно будет снимать, а технология его установки схожа с установкой зубных имплантов.

Виктор Бодров