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Neu entwickeltes Exoskelett unterstützt beinamputierte Menschen beim Gehen

  • Exoskelette helfen Menschen mit Beeinträchtigungen dabei, sich zu bewegen.
  • Forschende der US-amerikanischen Universität Utah testeten das motorbetriebene Gerät an sechs Patientinnen und Patienten – mit Erfolg.
  • Ein deutscher Forscher weist jedoch daraufhin, dass der Versuch die Alltagstauglichkeit der Exoskelette nicht bewiesen habe.
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Salt Lake City. Ein neu entwickeltes Exoskelett erleichtert Menschen mit einer Beinamputation oberhalb des Knies das Gehen. Bei den insgesamt sechs Patientinnen und Patienten, an denen US-Ingenieurinnen und -Ingenieure das Gerät testeten, sank der Stoffwechsel um durchschnittlich knapp 16 Prozent – das Gehen fiel ihnen also deutlich leichter. Das Exoskelett wird an Hüfte und Beinstumpf befestigt und unterstützt die Laufbewegung durch batteriegetriebene Motoren, wie das Team von der University of Utah in Salt Lake City um Tommaso Lenzi im Fachmagazin „Nature Medicine“ schreibt.

„Der Stoffwechselverbrauch ist je nach Fitnesslevel kaum von dem eines nicht Gehbehinderten zu unterscheiden“, wird Lenzi in einer Mitteilung seiner Universität zitiert. Die Anwendung des Exoskeletts beschreibt einer der Patienten, Stan Schaar, mit den Worten: „Es fühlte sich einfach so an, als ob ein starker Wind hinter mir wäre und mich die Straße hinunterschiebt.“ Die Forschenden vergleichen die Unterstützung durch das Exoskelett mit einem gesunden Menschen, dem ein zwölf Kilogramm schwerer Rucksack abgenommen wird.

Energieaufwand geringer als bei anderen Prothesen

Bislang übliche Prothesen können beinamputierten Menschen nicht die Kraft verleihen, die sie in der Laufbewegung vom gesunden Knie und vor allem vom Sprunggelenk erhalten. Dadurch bewegt der Patient oder die Patientin seine Hüfte stärker, der Gang wird asymmetrisch und ist anstrengender. Das neue Exoskelett unterstützt die Hüftbewegung, wobei sein zusätzliches Gewicht von nur 2,5 Kilogramm nah am Körperschwerpunkt sitzt. Zwar gibt es bereits Prothesen, die das Gehen mit Elektromotoren unterstützen, aber sie sind meist sehr schwer und haben zudem einen niedrigeren Schwerpunkt.

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In der Studie liefen die Patientinnen und Patienten mit ihren Prothesen auf einem Laufband und auch über festen Boden – jeweils sowohl mit als auch ohne Exoskelett. Anhand ihres gemessenen Stoffwechsels errechneten die Forschenden dann den jeweiligen Energieaufwand, der von Patient zu Patient schwankte: Während ein Teilnehmender mit dem Exoskelett fast 30 Prozent des Energieaufwands sparte, waren es bei zwei anderen etwas weniger als 10 Prozent. Bisherige motorbetriebene Prothesen verringerten den Energieaufwand lediglich um 5 bis 6,5 Prozent, schreiben die Forschenden.

Ist das Exoskelett alltagstauglich?

In einem „Nature Medicine“-Kommentar begrüßen Varun Nalam und He Huang von der North Carolina State University in Raleigh die Entwicklung als „neuen und spannenden Weg“. Allerdings sei die Frage offen, ob dieser Ansatz oder aber robotische künstliche Gliedmaßen auf lange Sicht bessere Ergebnisse liefern werden. Ihr Vorschlag: „In Anbetracht der Tatsache, dass sich die Vorteile beider Ansätze ergänzen, wäre möglicherweise ein attraktiver zukünftiger Weg die Verwendung eines angetriebenen Exoskeletts in Kombination mit einer angetriebenen Prothese.“

Rüdiger Rupp von der Klinik für Paraplegiologie am Universitätsklinikum Heidelberg sieht in dem Exoskelett eine „gute und pfiffige Idee“. Das Exoskelett sei jedoch nur unter wenigen Standardbedingungen getestet worden, deshalb sei offen, ob es auch alltagstauglich ist. Zudem bemängelt der Experte, dass das Exoskelett keinen natürlichen und medizinisch sinnvollen Gang hervorbringt. Dadurch könne es auch mit dem Gerät zu Hüft- und Rückenproblemen kommen. „Prothesen mit aktiven Knie- und Sprunggelenken wären die beste Lösung“, betont Rupp.

RND/dpa

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