Společnost HIWIN Brno stála u zrodu simulátoru, který dokáže napodobit a vzájemně střídat celé spektrum pohybů, podobně jako skutečný kloub v průběhu dne.
Zajistit reálnou simulaci proměnlivého zatížení kolenní náhrady, celý rozsah posuvného a rotačního pohybu i odpovídající rychlost se podařilo konstruktérům ze společnosti HIWIN Brno. Díky grantu, který obdrželo ČVUT Praha, odborníci společně vyvinuli ojedinělý testovací stroj, sestavený v souladu s konstrukčním a koncepčním uspořádáním používaných kloubních náhrad. „Naše společnost se na tomto projektu podílela návrhem polohovací jednotky přístroje,“ říká Ing. Martin Kaván, hlavní konstruktér společnosti HIWIN Brno. „Kolenní kloub při své činnosti vykonává poměrně složitý pohyb, který lze rozložit na tři nezávislé složky. Každá z nich je vyvozována samostatným elektromotorem.“ Posun vpřed a vzad (anterior /posterior) je realizován lineárním pohybem pomocí lineárních motorů. Ohýbání kolene (fl exe /extenze) a rotace kolem svislé osy (interior / / exterior) jsou zajišťovány dvěma torzními – rotačními motory. Řízení simulátoru a jeho bezpečný chod jsou realizovány pomocí řídicího systému SIMOTION d435 od fi rmy Siemens. Přístroj provádí in vitro simulace opotřebení kloubních náhrad za podmínek, které se přibližují podmínkám in vivo mnohem lépe než u současných testovacích zařízení dostupných na trhu: „Simulátor realisticky navozuje všechny režimy chůze, mění frekvence kroků, simuluje rychlý běh, ale i sed a vztyk. K vyzkoušení kloubní náhrady je potřeba provést řádově kolem 5 milionů cyklů, což odpovídá asi dvěma měsícům normální chůze. Díky tomu lze kvalitativně posoudit rizika, která vznikají během používání u implantovaných kloubních náhrad,“ tvrdí dále Ing. Martin Kaván. Testovací stroj nové generace respektuje jak mechanické vlastnosti materiálů, z nichž jsou endoprotézy vyrobené, tak reálné podmínky lidského organismu. 130 let historie kolenních náhrad Koleno je nejsložitější „strojek“ pohybového aparátu. Vzhledem k anatomické stavbě a biomechanice pohybu velmi často selhává. Umělá kloubní náhrada znamená pro mnoho lidí často jedinou cestu zpět do normálního života bez bolesti a výrazného pohybového omezení. První typy implantátů se orientovaly spíše na materiály než na konstrukci. Nerespektovaly anatomický tvar, ani fyziologický pohyb v kolenním kloubu. Teprve koncem 70. let minulého století byly vyvinuty náhrady s rotačními meniskovými prvky. Převratný rozvoj nastal v 80. letech a začal se ubírat směrem ke stavebnicovému systému, tedy k náhradám, které se skládají z několika materiálově odlišných, vzájemně kompatibilních komponent. Aby endoprotéza kolena zajišťovala pacientům bezbolestný pohyb, musí mít dokonalý tvar i velikost a musí být přesně umístěna. Není to součástka, na kterou lze poskytnout záruku, neboť reakce organismu nelze předvídat předem. Vývojové týmy intenzivně pracují na tom, aby kloubní náhrada co nejlépe „zapadla“ do těla pacienta. A přestože operatérům pomáhá řada zařízení dosáhnout vysokého stupně přesnosti resekce kosti, uložení komponent a osového postavení končetiny, otázku životnosti kloubních náhrad neřeší. O to se snaží především konstruktéři testovacích zařízení, jimiž endoprotézy od vývojového stadia až po fi nální podobu procházejí. Simulátor, který vyvinula společnost HIWIN ve spolupráci s ČVUT, zajišťuje dosud největší eliminaci selhání kloubních náhrad po implantacích. www.hiwin.cz