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自供电智能膝关节假体,减少再手术次数

2019年2月5日16:02 环球解密

随着膝关节置换手术的普及,患者年龄呈降低的趋势,每年手术人数不断增加。其中很多人由于旧的植入体磨损或损坏需要再次手术。然而,研究者发明了一种智能膝关节植入体,能够监控假体的活动量而防止被过分使用,从而降低再次手术的几率。

很多接受了膝关节置换术的患者,都期待手术后仍旧能保持一定的活动量,但这对植入体造成磨损,然而医生通常到患者出现症状才知道。到了这个阶段,对植入体的损害往往已不可逆。

对于年轻患者来说,每5年或10年接受一次膝关节置换手术是很令人头疼的事情。但是要找到活动量与不损害植入体之间的平衡点实在不易。

一份由国立卫生研究院(NIH)支持,纽约州立宾汉姆顿大学(Binghamton University, State University of New York)完成的研究,发明了一种可以监控植入体使用情况的智能膝关节。

这种智能膝关节内置感应器,能够向医生传递膝关节的活动情况信息。

虽然这解决了一个问题,然而新问题接踵而来:研究者们不希望感应器需要电池,那样的话又需要定期更换电池,仍是很麻烦。

终于,他们找到了利用人体活动产生的摩擦力发电的办法来为感应器提供能源。

设计者石溪大学(Stony Brook University)的Emre Salman说,这样的感应器需要4.6微瓦的电力工作。初步测试显示,人们步行平均可产生6微瓦的能量,足够为感应器提供能源。

这份研究的主要作者宾汉姆顿大学的Sherry Towfighian说,这些智能植入体有望延长其使用寿命,减少再次手术的几率。这对于较年轻就接受膝关节置换手术的患者来说,可能是划时代的进步。

Towfighian说,除此之外,智能植入体向医生提供的反馈信息还将帮助研究者们未来改进植入体的设计。

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