LÅNGLÄSNING
Hjälpande handverk – från armar av metall till högteknologiska proteser
Människan har tillverkat konstgjorda armar och ben i tusentals år. Länge var tekniken mycket enkel. Först de senaste årtiondena har det börjat hända grejer.
Det har kallats för världens första protes. Den nästan 3 000
år gamla konstgjorda stortån, tillverkad av trä och läder, hittades i en grav i
Egypten. Den var skickligt utformad och lär ha använts väl, eftersom den visar
tydliga tecken på slitage.
Kvinnan som använt den konstgjorda stortån har identifierats som dotter till en präst, och protesen användes troligen för ökad stabilitet. Tån, som går att se på Egyptiska museet i Kairo, har mängder av små hål som kan ha varit till för att fästa tån på foten.
Den allra äldsta benprotesen har hittats i en grav i italienska Capua och är tillverkad av brons, trä och metall. Det ihåliga träbenet tillhörde troligen en man som levde omkring 300 år före vår tideräkning. För att fästa benet till midjan användes läderremmar. Redan under den tidiga grekiska antiken kom också det styltliknande träbenet med en hylsa upptill för benstumpen.
Vilken som var den första armprotesen är svårare att säga. Plinius den äldre, romersk författare och naturfilosof, nämner en fungerande järnhand i sina texter. När en general fick högerhanden avskuren under krig ska han ha fått en järnhand så att han kunde hålla skölden och återvända till striden. Men kanske är det bara ren fiktion. Klart är i alla fall att man har hittat gamla järnhänder från både Tyskland och Frankrike. Några kunde också röra flera av fingrarna.
Mest kända är högerhänderna som tillverkades åt den tyska riddaren Götz von Berlichingen. I början av 1500-talet förlorade han sin högra hand i strid. Det hade kunnat innebära slutet för hans militära bana, men i stället kontrakterade han en smed. Smeden åstadkom en protes med fyra fingrar och en tumme. Två gångjärn roterade fingrarna inåt, vilket innebar att han kunde greppa och använda sitt svärd. Fingrarna förflyttades i par om två. En knapp på handryggen flyttade alla fingrar tillbaka till ursprungspositionen, den öppna handen.
Götz von Berlichingen lät senare konstruera en mer raffinerad protes, också den i järn. Den bar han under ytterligare 15 år av strider. Den nya handen hade tre individuellt reglerade leder och inbyggda fjäderbelastade mekanismer. På så sätt kunde han finjustera greppet. Två olika knappar fick fingrarna att flytta sig till ursprungspositionen. Det fanns också en tredje knapp som troligen användes för att rotera handleden.
Vid sidan av dessa handproteser fanns även den enkla järnkrok som blivit mest känd genom sjörövarhistorier. Man har också hittat konstgjorda tänder och ögon.
På 1800-talet tillverkades fortfarande proteser av trä och metall. Det skulle dröja till efter första och andra världskriget innan utvecklingen tog fart. Hundratusentals soldater kom hem med krigsskador och blev amputerade. Något behövde göras.
De nya proteserna, som till stora delar bestod av plast, möjliggjorde massproduktion. De var också betydligt lättare än konstgjorda armar i trä och metall. Nackdelen är att de kan upplevas som varma vid användning, ett problem som kvarstår än i dag.
Cathrine Widehammar är forskare i arbetsterapi vid Örebro universitet. Hon är också legitimerad arbetsterapeut och har arbetat i 30 år med spetskunskap inom handrehabilitering på universitetssjukhuset i Örebro.
– En arm väger ganska mycket och med en protes minskar man risken för att bli snedbelastad och få ryggproblem. Två armar ger också bättre balans, säger Cathrine Widehammar.
En traditionell så kallad hylsprotes träs på armstumpen, ungefär som att sätta på sig ett par skor. Det finns även proteser som fästs mot en titanskruv som opererats in i stumpen. Några av dem använder artificiell intelligens och mönsterigenkänning.
I dag skiljer man också på passiva och aktiva proteser. De passiva proteserna är mest kosmetiska och saknar motorik. För att se så verklighetstrogna ut som möjligt används vanligen en hudfärgad handske som dras ovanpå protesen.
De aktiva, myoelektriska proteserna är batteridrivna och styrs via elektroder som ligger mot huden. Ibland brukar de kallas för tankestyrda, och de kan vara mer eller mindre avancerade med allt från två till åtta elektroder. De enklare proteserna kan bara röra pek- och långfinger. Mer avancerade proteser kan röra alla fem fingrar och utföra många olika grepp.
I sin forskning har Cathrine Widehammar tittat på varför en del proteser används och andra inte, hur man bäst lär sig använda funktionerna i en protes och om de nya avancerade proteshänderna är bättre än de gamla enklare modellerna.
– En del patienter berättade att hylsan kan upplevas otymplig, tung och obekväm. Eftersom den är gjord av plast eller silikon kan det bli varmt, svettigt och lukta illa. I kallt väder kan batterierna fungera sämre, vilket också kan vara ett problem, säger Cathrine Widehammar.
En del är nöjda med bara själva stumpen och klarar sig bra utan protes. Det kan dock leda till belastningsproblem. Forskare har också upptäckt att amputerade patienter som använder protes har färre problem med så kallade fantomsmärtor. Av patienterna som får sin protes i Örebro är 80 procent dagliga protesanvändare. Det är en hög siffra jämfört med många andra länder i världen, vilket kan bero på att regionen erbjuder mycket stöd och träning. Tillsammans med sina kolleger har Cathrine Widehammar tagit fram en träningsmetod för att kunna lära patienterna att använda de nya proteserna.
– Att lära sig använda protes är som att ta körkort. Du måste lära dig gasa, bromsa och styra. På samma sätt måste du lära dig öppna och stänga handen och utföra olika grepp. Nästa steg är att göra det samtidigt som du går så att du inte tappar något av misstag. Målet är att kunna använda protesen utan att behöva tänka, säger hon.
Patienterna behöver få öva på vardagliga saker, som exempelvis att laga mat och hålla en tomat utan att den kläms sönder. De måste kunna klä på sig och klä sina barn, skriva på dator och hänga tvätt. De mer avancerade proteserna kräver ännu mer träning, eftersom de har fler funktioner.
I Örebro finns en lång tradition av att jobba med detta. Läkaren och neurofysiologen Rolf Sörbye var bland de första i världen med att göra rörliga elektriska proteser för barn på 1970-talet.
– Barn som föds utan hand kan få sin första protes när de är sex månader gamla. Då inkluderas hela familjen i habiliteringen och träningen, säger Cathrine Widehammar.
Varje år föds barn som saknar en hand eller delar av ett ben. Det genomförs också tusentals amputationer i Sverige. Vi amputerar allt från tår och fingrar till armar och ben. Allra vanligast är amputationer i nedre extremitet, alltså ben eller bäcken, med cirka 3 000 patienter om året. Armamputationer är mer ovanliga, med cirka 50 patienter om året.
Med åren har benproteserna blivit alltmer raffinerade. I dag kan benamputerade klättra i berg, åka skidor och till och med tävla mot personer med två biologiska ben. Den tyske längdhopparen Markus Rehm har vunnit Paralympics flera gånger och 2016 nekades han delta i OS. Protesen ansågs ge honom en orättvis fördel eftersom den medförde en slags katapulteffekt i själva avstampet. När det gäller armproteserna går utvecklingen trögare.
I stora delar av världen erbjuds benproteser åt patienter som blivit av med ett ben, men en armprotes är inte lika självklart. I länder som exempelvis Thailand får man i så fall bekosta armprotesen själv eftersom patienten anses klara sig med bara en arm.
– Egentligen har det inte hänt så mycket på protesområdet. De modeller som utvecklades efter kriget på 60- och 70-talet har sett ut ungefär så sedan dess. Men 2012 kom det modeller med fler leder och fler rörliga fingrar, säger Cathrine Widehammar.
Världens just nu mest raffinerade armprotes har utvecklats av det amerikanska försvaret, men används än så länge i labbmiljö. Den har döpts till Luke Arm efter Luke Skywalker. Det är den enda protesen med en så kraftfull axel att användarna kan nå över huvudet. Armen kan också förprogrammeras för att utföra en mängd olika greppmönster, men inte heller det är problemfritt. Enligt användarna är armen känslig och går lätt sönder.
Att namnet är hämtat från filmens värld är ingen slump. När Darth Vader hugger av Luke Skywalkers arm med ett lasersvärd i Star Wars: The Empire Strikes Back får Luke Skywalker så småningom en ny robothand. Den nya handen ser ut precis som den gamla, men är utrustad med en rad smarta funktioner som gör den betydligt bättre än en mänsklig hand. Och det finns många fler exempel i filmens värld.
– I Sverige vill de flesta patienterna gärna ha händer som ser verklighetstrogna ut, men några tycker att det är häftigt med händer som är mer robotlika eller ser ut som en klo. Det här är ännu vanligare i USA och andra länder, säger Cathrine Widehammar.
Någon högteknologisk robotarm liknande de i filmer är det dock inte tal om. Även om utvecklingen går framåt är verklighetens armproteser fortfarande lite sämre funktionsmässigt än en vanlig arm.
I dag används främst plast, silikon, glasfiber, kolfiber och metall i proteser. Kanske är trä på väg att göra comeback. Li Yang är forskare och projektledare vid forskningsinstitutet Rise. Han vill inte tillbaka till tiden då människor stapplade runt på träben, men han ser potential i den förnybara råvaran. Han och hans kolleger har tagit fram både arm- och benproteser som tillverkats av nanocellulosa och kolfiber från lignin.
– Träbaserad cellulosa är starkt, och väger samtidigt mycket lite. Det är en bra kombination, säger Li Yang.
Det nya materialet skulle göra proteserna mer miljövänliga, men tanken är också att förenkla tillverkningsprocessen. Målet är att kunna skriva ut proteserna med hjälp av 3d-skrivare. Den låga kostnaden gör att proteserna skulle kunna användas i länder där det inte är självklart att få en armprotes.
Nästa steg är att utveckla nya metoder för utskrifterna, som möjliggör sömlösa övergångar mellan olika material, ett hårdare och ett mjukare. Genom att använda träfiber i stället för plast och silikon kan det också gå att minska problematiken med att materialet blir varmt och svettigt.
FAKTA/SJ:s protesverkstad
Finmekaniskt begåvad lokeldare startade SJ:s protesverkstad
Statens Järnvägar, SJ, hade en egen protesverkstad i Nässjö från 1925. Men så var järnvägsjobb också en farlig sysselsättning. Statistik från SJ visar att 104 anställda dödades och 73 skadades under de 25 åren mellan 1856 och 1881. Två procent av de järnvägsanställda som pensionerades på grund av invaliditet 1872 till 1905 gjorde det på grund av att de tvingats amputera kroppsdelar.
Protesverkstaden startades av före detta lokeldaren Sven Lundberg. Han hade själv förlorat båda benen efter att ha blivit överkörd av ett tåg efter ett fall i april 1922. Missnöjd med de proteser han fått att använda började han tillverka sina egna, finmekaniskt begåvad som han var. Här är han avbildad med sina egentillverkade proteser år 1932.
