Sestavte si bionické tělo

Kolik peněz potřebujete na přestavbu svého těla? Šest milionů dolarů postačí k sestavení téměř nového člověka. Odborníci to však dokáží i za méně.

V současnosti existují technologické náhražky pro téměř každou část lidského těla, ačkoliv – bionika není o léčení nemocí. Některé z nejnovějších technologií medicíny by mohly být dobře využity v nedaleké budoucnosti a posunout vpřed možnosti výkonu lidského těla za hranice našich nejsmělejších představ – ale nahrazení části těla nepřijde zrovna lacino.

Umělý hippocampus Cena: v současné době není dostupnáStav výzkumu: Pokusy na krysách se provádí na Universitě v Jižní Kalifornii. Etické otázky budou analyzovány, v nejbližší budoucnosti nemůžeme očekávat tuto náhradu na trhu.

Hippocampus je malá, ale důležitá část mozku odpovědná za emoce a paměť. Cílem je vytvořit mikroprocesor, který napodobuje elektrické impulzy navozující chování pravého hippocampu.. Dva kovové miniaturní drátky by jej spojovaly s ostatními částmi mozku.

Umělý hippocampus by mohl být užitečný například pro pacienty po mrtvici.

Myoelektronická ruka a pažeCena: 15 000 až 30 000 dolarů za ruku, 30 000 až 90 000 dolarů za celou paži.Současný stav: Sensor Hand vyrábí Otto Bock Healthcare. Schválená a dostupná v USA a Evropě. Myoelektronické protézy mají senzory, které zachycují činnost ve zdravých svalech.

Uchopit jablko myoelektronickou rukou znamená, že předáte krátký signál svalu v horní části paže nebo ramena. Protéza si vysvětlí signál jako „uchop“ a vezme jablko, pokud je ve správné poloze. V protéze jsou také čidla, která stabilizují sevření předmětu.

Měchýř – implantovaný stimulátorCena: 10 000 dolarů přístroj plus 15 000 až 20 000 dolarů za operaci.Současný stav: InterStim je vyráběn Medtronic. Je dostupný od roku 1997.Křížový nerv ve spodní části míchy kontroluje svaly, které chrání před inkontinencí (únikem moči).

U starších osob, mohou být tyto svaly oslabené. Neurostimulátor stimuluje/podněcuje/ křížový nerv, aby udržoval svaly v činnosti a ty zabraňovaly inkontinenci. Přístroj, co do velikosti stopek, je voperován pod kůži v horní části břicha.

Umělé svalyCena: v současné době na trhu nedostupné, ale probíhají už praktické zkouškyStav výzkumu: Několik laboratoří /výzkumných pracovišť/ pracuje na výzkumu umělých svalů při použití odlišných materiálů.

Bádání o umělých svalech směřuje k vývoji flexibilního systému, který se umí stahovat a smršťovat stejným způsobem jako opravdové svaly. Různé prototypy už běžně existují. Některé využívají polypyrrol /vodivá plastická hmota/, jiné pracují s karbonovými nanotrubičkami, existují už také pokusy zkonstruovat umělý sval z částí platiny.

Hlavní úsilí těchto výzkumů není v současné době implantace, ale průmyslová aplikace.

Umělá sítniceCena: Přibližně 30 000 dol. za podsítnicový systém a 50 000 až 80 000 dolarů za episítnicový systém.Současný stav: První pacient zkouší prototyp v USA. Schválení se očekává během příštích pěti letech.

Podsítnicový systém obsahuje implantovanou, na světlo citlivou vrstvu pod sítnicí. Přetváří přicházející světlo na elektrického napětí a stimuluje buňky v sítnici, stejně jako fotoreceptor. Episítnicový systém používá kamery upevněné na brýlích.

Zrakové /optické/ informace /vjemy/ jsou přenášeny do implantátu, který okamžitě stimuluje oční nervové buňky.

Cochlear implantát /implantát hlemýždě/Cena: Přibližně 20 000 dolarů v USA a 30 000 euro v Evropě plus 8 000 až 15 000 euro za operaci.Současný stav: Dostupný od roku 1980. Vyráběn různými společnostmi v USA, Evropě a Asii.

Přístroje, které zlepšují odposlech neslyšících lidí, jsou rok od roku menší, sofistikovanější – a také dražší. Jsou implantovány do podkoží za ucho a zastupují úlohu důležité součásti sluchového ústrojí – hlemýždě.

Elektrody umístěné ve vnitřku ucha stimulují sluchový nerv. Mikrofon s řečovým procesorem, často umístěný za uchem, nahrává zvuky a přeměňuje je v elektronické signály, které jsou pak přenášeny pomocí implantátu do mozku.

Bionické srdceCena: 100 000 až 150 000 dolarů plus 20 000 dolarů za operaci.Současný stav: AbioCor – náhrada srdce, vhodná k implantaci – vyrábí Abiomed v USA. Souhlas k využití je očekáván v USA v roce 2004.

Umělá náhražka srdce byla poprvé vyzkoušena v roce 1982 a téměř po dvě desetiletí musely být ohromné přístroje přepravovány pomocí rozměrného dopravního prostředku. Nová generace bionického srdce už může být implantována.

AbioCor bije /tluče/ 100 000 krát za den. Jeho váha je téměř 1 kg, třikrát víc než lidské srdce. Má vlastní dobíjecí baterii a vnější akumulátor energie, který může klient nosit například na opasku..

Hydraulická nohaCena: „Computer leg“ je 45 000 až 55 000 dolarů včetně „inteligentního kolena“. Asi 20 000 dolarů za dolní část nohy.Současný stav: C – Leg je vyráběna Otto Bock Healthcare a na trhu je v této podobě od roku 2002.

Starší verze je dostupná od roku 1999.Vestavěný počítač v hydraulické noze přijímá informace od senzorů 50 krát za sekundu o činnosti v chodidle, v oblasti kotníku a kolena. Rozdílné techniky jsou vhodné pro střídající se rychlost a na nerovný terén.

Samohojící se umělá kůžeCena: v současnosti není stanovenaStav výzkumu: Výzkum probíhá na Universitě v Illinois. Umělá kůže bude dostupná během příštích třech let.Hlavní problém s umělou kůží spočívá v tom, že materiál stárne a posléze se rozpadá.

Nový postup používá samoobnovitelné polymery. Ty obsahují miliony miniaturních kapslí s kapalnou hojící se složkou. Když se kůže poraní, kapsle se otevřou, tekutina se vylije, kůže se stane přilnavá a jako krevní sraženina uzavře poranění.

Co je to bionikaSlovo bionika vzniklo spojením slov biologie a technika. Bionika je věda, která se soustavně zabývá přeměnou a použitím konstrukcí, projevů a vývojových zásad biologických systémů. Je tedy hraničním oborem mezi biologií a technikou.

Využívá poznatků o stavbě a funkcích živých systémů k řešení technických a technologických problémů. Bionika se zabývá biologickými systémy od molekulární a buněčné úrovně až po celé organismy a populace.

Člověk jich může využít ke konstrukci originálních výtvorů s výhodnými parametry, např. výzkumem nervové soustavy živočichů s použitím v elektronice a informační technice, studiem smyslových orgánů s využitím v lékařství, zkoumáním struktur a stavby organismů s využitím pro návrh stavebních konstrukcí atd.

V České republice prožívá bionika rovněž bouřlivý rozvoj, velká pozornost je například věnována výuce biokybernetiky, či biokybernetickému inženýrství i na vysokých školách technického směru v Praze v Brně.