Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) представили бионическое колено, которое напрямую соединяется с костью и нервной системой. Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Science 10 июля 2025 года, пациенты с таким протезом ходят быстрее и лучше преодолевают препятствия, чем пользователи традиционных моделей.
«Протез, интегрированный в ткани — закрепленный на кости и напрямую управляемый нервной системой — уже не является безжизненным, отдельным устройством, а представляет собой систему, встроенную в человеческую физиологию, обеспечивающую гораздо более высокий уровень восприятия протеза как части собственного тела», – отметил соруководитель Центра бионики К. Лизы Янг в MIT, старший исследователь Хью Герр в интервью Medical Xpress.
В основе системы лежит протез Osseointegrated Mechanoneural Prosthesis (OMP). Его фиксируют методом остеоинтеграции1, при котором титановый стержень вживляется в бедренную кость и срастается с ней. Управление протезом осуществляется через технологию Agonist-antagonist myoneural interface (AMI)2. Она восстанавливает естественное мышечное взаимодействие, создавая нейронную связь для контроля положения конечности и направления движений. Электроды регистрируют активность мышц, передают данные контроллеру, который приводит в действие роботизированный сустав.
Эффективность технологии подтвердилась в клиническом исследовании. По оценкам специалистов MIT, двое участников эксперимента с OMP-протезом продемонстрировали существенно лучшие результаты в ходьбе и преодолении препятствий по сравнению с группой, использовавшей стандартные протезы. При этом пациенты подтвердили, что протез воспринимается как своя нога.
Кристофер Ренни, Мелисса Родригес и другие ученые в статье, опубликованной в журнале Cureus в марте 2024 года, указывают, что инфекции остаются основным видом осложнения остеоинтегрированных протезов — они возникают в 16% случаев. Кандидат технических наук Синегуб А.В и врач-ортопед Чупряев В.А. в исследовании Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова и Самарского государственного медицинского университета отмечают, что инфекции в области соприкосновения такого имплантата с кожей развиваются у 11–67% пациентов, при этом в 5–8% случаев требуется операция. Сложность заключается в различении обычного раздражения от инфекции из-за постоянного контакта имплантата с внешней средой. Авторы статьи подчеркивают, что местные врачи часто не имеют опыта работы с остеоинтегрированными системами, что приводит к неправильно подобранному лечению. К другим рискам относятся переломы кости вокруг протеза – они встречаются в 3% случаев. Механические поломки компонентов системы происходят в 29–55% случаев, но большинство из них можно устранить без замены основного имплантата.
В России также развивают остеоинтеграцию. 29 ноября 2025 года компания «Моторика» и Центр травматологии и ортопедии им. Вредена сообщили «Газете.Ru» о проведении первой в стране операции по экзопротезированию3. Пациенту с дефектом голени установили индивидуальный титановый имплантат с прямой фиксацией протеза к кости. В ближайшие месяцы программу испытаний расширят, чтобы подготовить технологию для массового внедрения.
Согласно статье новостной службы Массачусетского технологического института, команда MIT планирует проведение широких клинических испытаний системы OMP для получения одобрения FDA4 в течение ближайших 5 лет. Имплантируемые беспроводные мышечные датчики уже прошли проверку для протезирования верхних конечностей. В программу исследований также войдет разработка унифицированных протоколов реабилитации и интеграция с передовыми роботизированными системами.
- Остеоинтеграция — это процесс полного сращения искусственного импланта с костной тканью, при котором они становятся единым целым. В результате кость разрастается вокруг импланта, образуя прочное, стабильное соединение без промежуточных слоев соединительной ткани.
- Agonist-antagonist myoneural interface (AMI) — метод восстановления проприоцепции у людей с ампутацией. Две мышцы — агонист и антагонист — механически соединяются. Когда сокращается агонист, растягивается антагонист, и наоборот.
- Экзопротезирование — это замещение наружных, видимых дефектов с помощью искусственных приспособлений (экзопротезов).
- Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств — агентство Министерства здравоохранения и социальных служб США, один из федеральных исполнительных департаментов.