På National Institutes of Health (NIH) Clinical Center i Bethesda, Maryland, får barn med cerebral parese eksoskelett for å hjelpe dem å lære å gå mer effektivt. Og de er glade for å gjøre det, delvis på grunn av milliardfranchisen til Iron Man- filmer.
"Disse barna var faktisk ganske glade for å ta på seg seler, og et par av dem bemerket at de likte superhelter, " sier Thomas Bulea, en forsker i NIH Clinical Center Department of Rehabilitation Medicine.
Cerebral parese er den viktigste årsaken til funksjonshemning hos barn, og rammer omtrent 3, 3 barn per 1000 fødsler. Det er en gruppe nevrologiske bevegelsesforstyrrelser forårsaket av misdannelse eller skade i hjernen før, under eller kort tid etter fødselen. Barn og voksne med cerebral parese kan ha svakhet i lemmer, altfor stramme muskler, skjelvinger og manglende koordinasjon.
En av de største problemene for mange mennesker med cerebral parese er kjent som "crouch gangit", eller å gå mens knærne er i overkant bøyd. Barn med cerebral parese vil ofte naturlig gå i en crouch-stilling fordi musklene er for svake til å holde dem oppreist eller for stramme til at de kan forlenge bena helt. Men å gå i denne stillingen bruker en enorm mengde energi. Og selv om det kan være bærekraftig mens et barn er lite og lett, så når de blir større og tyngre, blir det stadig vanskeligere å bevege seg i en crouch-stilling.
"Det resulterer i en nedadgående syklus hvor mobilitet - evnen til å gå - forverres, " sier Bulea.
I voksen alder kan mange mennesker som en gang gikk med en crouch-gang, ikke lenger gå.
Det er der eksoskjelettet kommer inn. Drakten, en serie mekaniserte metallstøtter montert på bena, gir hjelp med knestrekk på viktige punkter i gangsyklusen, slik at barna kan forlenge bena mer enn de normalt kunne.
Eksoskelett nærbilde (NIH) Bulea og teamet hans studerte syv barn med cerebral parese over en periode på seks klinikkbesøk. Ved hvert besøk ville barnet gå med eksoskjelettet mens forskere studerte gangarten hans. Resultatene var lovende, sier Bulea. Seks av de syv barna hadde forbedringer i knestrekning som lignet eller større enn de som ble sett med kirurgi, en av de konvensjonelle behandlingene for crouch gang. Operasjonens art avhenger av den eksakte årsaken til hukets gang i det aktuelle barnet, men involverer ofte forlengede sammensatte muskler og sener. Barna opprettholdt også muskelaktivitet, noe som betyr at de fortsatt stolte på egen styrke og ikke bare lente seg på drakten.
"Det er et veldig oppmuntrende tegn på at over langvarig bruk kan denne selen være en levedyktig måte å endre holdning på, men også å trene og trene muskler, " sier Bulea.
Forskningen ble publisert i tidsskriftet Science Translational Medicine .
Neste trinn er en større prøve hvor barn vil bruke eksoskeletter hjemme i et år eller mer. Bulea og teamet hans håper eksoskjelettene vil tillate noen barn å forbedre vandring nok til at de ikke lenger trenger ekstern støtte. For andre barn med mer alvorlige gangproblemer kan eksoskelettet holdes til bruk ved anledninger, for eksempel når du går lang vei.
Teamet vil også teste eksoskelettet til barn med bevegelighetsproblemer relatert til spina bifida eller ryggmargsskader.
Bulea estimerer at det vil gå flere år før forskningen hans er ferdig og eksoskjelettet er klart for masseproduksjon.
Eksoskjelettet i aksjon (NIH) Eksoskjeletter har hatt et øyeblikk de siste årene. Forskere har utviklet robot-eksoskeletter som lar mennesker med hjerneslag eller ryggmargsskader stå og gå, lar byggearbeidere og soldater bære tunge gjenstander med mindre tretthet og fare for skader, og gir personer med lammelse muligheten til å bevege seg ved å bruke tankene. Men eksoskjelettene har ikke gjort bra overgang fra forskningslaboratorium til marked. De er vanligvis ganske dyre, for en, fra mellom $ 40.000 og $ 100.000. Og eksperter sier at de ofte fortsatt er for klumpete og sammensatte til å være spesielt nyttige i hjemmet. Noen lurer til og med på om vektleggingen av å gå stående er en form for evne som antyder å gå er "mer normalt" enn å bruke rullestol, og at en bedre ressursbruk ville være å gjøre byene våre mer tilgjengelige for mennesker som bruker mobilitetsapparater.
All tidligere forskning på eksoskeletter er gjort på voksne, sier Bulea. Han er spent på å ha vist at teknologien også kan være effektiv for barn. For dem kan eksoskeletter faktisk bidra til å opprettholde en ferdighet de for tiden har, men risikerer å miste: muligheten til å gå.
"Jo tidligere du griper inn, jo større er sjansen for et mer vellykket resultat, " sier han.
