钛融合骨组织将仿生手直接连接到患者的神经

适应假肢并不像找到适合自己体型和需求的假肢那么简单。尽管假肢安装得当，但身体控制和准确性仍然是主要问题，有时患者的身体甚至会排斥最高端的假肢。二十多年前，一位瑞典患者在一次农业事故中失去了右臂，这种情况屡见不鲜。多年来，这位女士一直饱受剧烈疼痛和压力的折磨，她把这种感觉比作“手经常放在绞肉机里”。

幻肢痛是截肢者常见的一种不幸的痛苦，据信是由脊髓和大脑之间的神经系统信号混淆引起的。虽然身体的一部分被截肢，但周围神经末梢仍然与大脑相连，因此可能会误认为这些信息是疼痛。

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然而，随着假肢技术取得重大突破，她的严重幻肢痛得到了显著缓解，这要归功于钛融合骨组织以及重新排列的神经和肌肉制成的假肢。正如《科学机器人》杂志发表的一项新研究所详述的那样，这些显著的进步可能为未来几年许多其他截肢者采用此类技术提供潜在蓝图。

患者的手术始于 2018 年，当时她自愿测试一种新型仿生手臂，该手臂由一支由工程师和外科医生组成的多学科团队设计，由澳大利亚仿生研究所神经假肢研究负责人兼仿生与疼痛研究中心创始人马克斯·奥尔蒂斯·卡塔兰 (Max Ortiz Catalan) 领导。该团队利用骨整合技术（一种将钛注入骨组织以提供牢固机械连接的工艺），将原型连接到她右肢的剩余部分。

完成这一步也非常困难，因为需要精确对齐志愿者的桡骨和尺骨。团队还需要考虑容纳系统组件的空间非常小。同时，肢体的神经和肌肉需要重新排列，以便更好地将患者的神经运动控制信息引导到假肢附件中。

“通过将骨整合与重建手术、植入电极和人工智能相结合，我们可以以前所未有的方式恢复人体功能，”负责监督该手术的麻省理工学院研究机构成员、哥德堡大学副教授 Rickard Brånemark 通过仿生研究所的最新消息表示。“肘部以下截肢水平面临特殊挑战，所实现的功能水平标志着整个高级肢体重建领域的一个重要里程碑。”

患者表示，她突破性的假肢可以舒适地佩戴一整天，与身体高度融合，甚至缓解了她的慢性疼痛。卡塔兰表示，疼痛减轻可以归功于团队的“综合手术和工程方法”，这种方法使她能够使用“与她曾经使用过的生物手相同的神经资源”。

“我对假肢的控制力更强了，但最重要的是，我的疼痛减轻了，”患者解释道。“现在我需要的药物少了很多。”