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Stabilisierung der Hände von Parkinson-Patienten: Eine gemeinsame Reise zwischen STIL und ACE
Medizintechnik und feine Maschinenelemente
Weltweit leiden über 30 Millionen Menschen unter unwillkürlichem Zittern in den Armen als Folge der Parkinson-Krankheit oder des essentiellen Tremors. Diesen Menschen zu helfen, ist die Mission von STIL. Dieses innovative niederländische Start-up hat sich mit der ACE Stoßdämpfer GmbH aus Deutschland für die Entwicklung ihrer spezialisierten Anti-Tremor-Orthese zusammengetan.
Tremor ist definiert als eine rhythmische, unwillkürliche oszillierende Bewegung eines Körperteils. Obwohl jeder von Zeit zu Zeit Zittern hat, zum Beispiel wenn er nervös ist, reicht dieses leichte Zittern nicht aus, um die täglichen Aktivitäten zu beeinträchtigen. Andere Pathologien führen jedoch zu einem behindernden Tremor. Der essentielle Tremor ist die häufigste neurologische Bewegungsstörung und betrifft über 5,8 % der Bevölkerung über 65 Jahre. Es wird geschätzt, dass weltweit über 10 Millionen Menschen an der Parkinson-Krankheit leiden. Beide Störungen können zu schweren Schwierigkeiten bei der Durchführung von Aktivitäten des täglichen Lebens (ADL) wie Essen und Trinken führen.
Obwohl Tremor manchmal durch Pharmakotherapie oder Operation behandelt werden kann, weisen diese Behandlungen Nachteile auf. Medikamente haben eine begrenzte Tremor-Reduktion und wirken bei der Hälfte der Tremor-Population. Eine Operation kann für Patienten ein gefährliches Verfahren sein, und die Wirksamkeit einer solchen Behandlung wird wahrscheinlich im Laufe der Jahre abnehmen. In diesem Zusammenhang könnten Behandlungen, die das Zittern durch Modifizieren der Biomechanik der Gliedmaßen handhaben, eine sinnvolle Alternativlösung darstellen. Genau diesen Ansatz verfolgt STIL mit seinem Medizinprodukt zur Zitterstabilisierung.
Ein Geistesblitz
IJsbrand de Lange, CEO und Gründer von STIL, kam erstmals 2014 auf die Idee für ein biomechanisches Gerät, als er ein Werbevideo der Michael J. Fox Foundation über Menschen mit der Parkinson-Krankheit sah. Er erzählt: „Dieses Zittern ist ein unwillkürliches Zittern im Arm, das entsteht, wenn die Muskeln wiederholt zusammengezogen und wieder gelöst werden. Zittern ist zwar das Symptom einer neurologischen Störung, aber das Zittern der Hand ist im Grunde ein ‚mechanischer Defekt‘.“ Als Bachelor of Mechanical Engineering , Ich habe das Problem durch eine mechanische Linse betrachtet. Wenn eine Maschine unwillkürlich vibriert, kann man aktive oder passive Dämpfungstechniken anwenden, und das Problem ist gelöst. Warum sollte das nicht mit einem Menschen funktionieren? Die Idee blieb mir im Kopf und während Als ich in Deutschland ein Praktikum beim Bionic Learning Network von Festo absolvierte, hatte ich einen Geistesblitz, den ich für meine Abschlussarbeit weiterverarbeiten wollte.“ Für diese Masterarbeit an der Technischen Universität Delft baute er ein Proof-of-Principle-Experimentalgerät, das Zittern replizieren und unterdrücken konnte.Obwohl dieses Gerät noch in den Kinderschuhen steckte, bewies es, dass mechanische Belastungen effektiv zur Unterdrückung von Zittern eingesetzt werden können.
Erst Auszeichnungen und Subventionen, dann eine Sackgasse
Auf dieser Grundlage wurde 2017 STIL gegründet. Nach jahrelanger Forschung und Entwicklung entwickelte das Team in Zusammenarbeit mit Patienten und Ärzten ein tragbares Gerät, das das Zittern unterdrückt: die STIL-Orthese. Dieses Medizinprodukt leitet über eine kinematische Struktur mit mehreren künstlichen Gelenken biomechanische Kräfte von der Hand auf den Oberarm um. Zunächst einmal ermöglicht dieses patentierte Design immer noch die volle Bewegungsfreiheit des Arms. Darüber hinaus sind in jedes dieser Gelenke spezielle Dämpfer integriert, die der hochfrequenten Oszillationsbewegung von Tremor widerstehen, aber eine absichtliche Bewegung zulassen. Das macht die STIL-Orthese weltweit einzigartig und ermöglicht Tremorpatienten wieder selbstständiges Essen und Trinken.
STIL fand schnell Partner wie EIT Health, Rabobank, Reiner de Graaf Hospital und sogar die Dutch Brain Foundation, um das Start-up zu unterstützen. Auf der technischen Seite wurden mehrere Generationen der Anti-Tremor-Orthesen entwickelt, die Aufmerksamkeit erregten, mehrere Auszeichnungen und Kooperationen auf internationaler Ebene gewannen, wie z. B. ein Eurostars-Projekt zusammen mit dem Fraunhofer IBMT. Gleichzeitig verbesserten IJsbrand de Lange, Nicola Pambakian, Chief Technology Officer von STIL, und ihr Team hinter den Kulissen kontinuierlich die Konstruktion ihrer Erfindung und entwickelten ihre eigenen Komponenten, teilweise mit Hilfe von CAD und 3D-Druckern , teilweise durch Beschaffung verfügbarer Standard-Maschinenelemente. Letzteres war der Fall bei der Identifizierung des richtigen Elements, das in die Orthese integriert werden musste, um bei der Dämpfung und Steuerung von Hand- und Handgelenksbewegungen zu helfen.
STIL versuchte zunächst, handelsübliche Rotationsdämpfer zu verwenden, stellte jedoch schnell fest, dass diese Komponenten für ihren Anwendungsfall nicht geeignet waren. Als Nicola Pambakian und das Engineering-Team Unterstützung für eine maßgeschneiderte Dämpfungslösung benötigten, stießen sie in eine Sackgasse. Die Online-Suche nach Dämpferherstellern war der einfache Teil. Einen Lieferpartner zu finden, der bereit ist, gemeinsam mit STIL die Extrameile zu gehen, ist eine andere, fortlaufende Geschichte.
