ПРОЕКТ на тему «Протезы и искусственные части тела» в номинации «В гостях у доктора Айболита»

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 17» Воскресенского муниципального района Московской области

ПРОЕКТ

на тему «Протезы и искусственные части тела»

в номинации «В гостях у доктора Айболита»

ученицы 4-б класса

Калининой Ксении Сергеевны

Руководитель: Гуляева Татьяна Алексеевна

г. Воскресенск

2017

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...1

Глава 1.Экскурсия в историю протезирования…………………………………2

1.1. Эволюция протезов в мировой истории……………………………….....2

1.2.Что протезировали кроме рук, ног и зубов……………………………….4

Глава 2.Как помогают братьям нашим меньшим……………………………….5

2.1.Высокие технологии ……………………………………………………….5

2.2.Примеры протезирования животных………………………………..….....7

2.3.Опрос среди одноклассников………………………………………….…..8

Выводы………………………………………………………………………….....9

Список используемой литературы……………………………………………...11

Приложения……………………………………………………………………...12

Введение.

Современное протезирование с каждым годом достигает новых высот. Это раньше потеря руки или ноги ставила крест на дальнейшей судьбе человека. Сейчас же, благодаря развитию технологий, можно продолжать активную жизнь. При этом высокотехнологичные протезы делают не только для людей, но и для братьев наших меньших.

Моя работа называется «Протезы и искусственные части тела». Эту тему я выбрала не случайно. С самого раннего детства я очень люблю домашних животных. У моей прабабушки дома жила кошка, которая в результате травмы лишилась задней лапы. После этого она прожила около года и погибла. Я думаю, что это связано с потерей конечности. Животные и так беззащитны перед природой и человеком, что уж говорить о тех, которые лишились какой-либо части тела. Я знала, что существует протезирование людей, но после гибели своего питомца я стала задаваться вопросом «можно ли было ей как-то помочь?» и «существуют ли протезы для животных?». Тогда мне захотелось больше узнать о том, как помогают врачи животным в подобных случаях. Поэтому в своей работе я хочу рассказать о том, как развивалось протезирование, каких результатов достигло протезирование животных в наше время и рассказать своим одноклассникам.

В своей работе я проследила историю развития протезирования в мировой истории, выяснила каких результатов добились врачи в области протезирования животных, какие протезы для них изготавливают, провела опрос одноклассников, сделала буклет с адресами ветклиник в г.Воскресенске.

Гипотеза – я думаю, что наука в области протезирования животных не стоит на месте.а постоянноразвивается.

Цель моей работы выяснить каких высот достигла наука в области протезирования животных, и как им это помогает и облегчает жизнь.

Задачи, которые стояли передо мной при выполнении данной работы:

- сбор материала по интересующей меня теме, анализ собранной информации;

- оформление материала и предоставление результатов своей работы ребятам в доступной форме.

Глава 1.Экскурсия в историю протезирования.

1.1.Эволюция протезов в мировой истории.

Изучив материалы и прочитав статьи в интернете, я узнала, что в нашей стране речи о протезировании животных не велось. С чего же все началось? А история протезирования началась с протезирования людей.

Самый древний из известных протезов – это протез большого пальца ноги, изготовленный из кожи и дерева между 1000 и 600 годами до н. э. Он принадлежал одной из мумий, обнаруженных во время раскопок древнеегипетских усыпальниц (рис.1).

Других подобных артефактов до нашего времени практически не дошло. Это объясняется тем, что материалы, из которых делали первые «телозаменители», были довольно «скоропортящиеся» (дерево, кожа, ткани).

В разные эпохи искусственные конечности изготавливали из различных материалов: дерева, гипса, бронзовых, металлических или серебряных пластин. Искусственные руки, как правило, представляли собой закрепляемую на культе гильзу, к которой прикрепляли инструмент, соответствующий роду деятельности человека: клещи, молот, боевой меч, неподвижную кисть в лайковой перчатке, или пресловутый пиратский крюк (рис.2). Редки и образцы древних протезов, изготовленных из металла (рис.3). На снимке – часть протеза ноги из бронзы.

Постепенно протезы стали приобретать совершенство. В результате с деревянной ногой можно было даже немного танцевать (рис.4). В производстве применялись стальные каркасы, кожаные детали сложной формы (рис.5). Протез руки (рис.6, рис.7) датируется серединой или второй половиной XIX века. Он изготовлен около 1840 года или позже. Можно обратить внимание на довольно тонкую проработку деталей. Запястье вращается, пальцы гнутся и могут удерживать предметы.

Протезирование становится доступным для рядовых граждан. Врачи стали пользоваться специальными приемами по формированию культи для будущего протеза – ей придавалась форма, облегчающая последующее использование протеза.

В настоящее время в разработке искусственных частей тела стало распространяться использование электроники. Миоэлектрические протезы используют сигналы, поступающие от контактирующих мышц (рис.8).

За последние годы было сделано множество достижений в области создания искусственных конечностей. Новые пластмассы, углеродное волокно и другие материалы позволили делать протезы более прочными и легкими, реалистичными и естественными (рис.9).

Еще я узнала о протезировании зубов, которое тоже насчитывает уже тысячи лет. Это подтверждают археологические находки. На территории Гондураса был найден фрагмент черепа инка, жившего в VI в. до н.э., в его нижней челюсти виднелись имплантаты из панциря морских мидий .

Примерно в 2500 г. до н.э. древние египтяне пытались укрепить разрушающиеся зубы с помощью проволоки из золота.
Около 500 г. до н.э. племена этрусков использовали зубы людей и животных в качестве протезов и пломбировали дыры в зубах при помощи золотых пластин (рис.10). Они также создавали зубные протезы из костей волов.

В 600 г. н.э. народы Майя использовали кусочки ракушек в качестве протезов для замены нижних зубов (рис.11).

До середины XVIII века искусственные зубы изготавливались из костей крупного рогатого скота, зубов лошадей, моржей, слоновой кости и прикреплялись к соседним посредством золотой или серебряной проволоки. Использовались также человеческие зубы, купленные у бедных или удаленные у трупов (рис.12,13,14). Например, первый президент США Джордж Вашингтон пользовался костью бегемота с фиксированными на ней восемью человеческими зубами. Современные зубные имплантаты состоят из титанового сплава и обеспечивают комфортное ношение.

1.2.Что протезировали кроме рук, ног и зубов?

Несколько лет назад археологическая экспедиция обнаружила захоронение женщины - жрицы храма, на территории которого находилась ее могила. В ее левой глазнице была найдена полусфера из смолы, инкрустированная золотыми нитями (рис.15 и рис.16). Скорее всего протез глаза служил ритуальным целям.

В годы первой мировой войны появились тысячи несчастных, получивших увечья лица (рис.17 и рис.18). Им пришли на помощь не врачи, а… скульпторы.

В своей парижской студии с конца 1917 года работала американка Анна Коулман Лэдд, которая была вдохновлена работой профессора лондонской Королевской академии художеств Фрэнсиса Дервента Вуда. Он же начал свою работу в марте 1916. Получение протезов мягких тканей выполняло не только эстетическую роль, но имело медицинское содержание: протезы изолировали раневые полости, открытые микробам и инфекциям, что способствовало снижению риска позднего заражения.

Лэдд и Вуд проводили долгие часы, изготавливая маски-слепки лиц своих клиентов. На основе старых фотографий и пожеланий раненых они делали маски из меди, которые должны были скрыть все последствия ранения.

Маски весили 100-250 граммов, прикосновение металлической маски к коже на ранах было неприятным, и мало кто носил ее с удовольствием, но социальный эффект перевешивал все страдания. У маски имелись и другие недостатки. Она не старела, как остальные части тела, и не могла выразить эмоции, оставаясь пугающе безжизненной. Срок ее жизни был недолгим – под воздействием дождя, пота, слез она трескалась и ломалась. В настоящее время для изготовления протезов мягких тканей лица используются полимеры (рис. 19, рис. 20).

Сегодня путем донорства и протезирования можно заменить волосы, кожу, зубы, костную ткань, легкие, голосовые связки, конечности, пальцы, суставы, сердце, печень, почки и т.д. При этом некоторые из пересаженных органов могут быть получены не от стороннего донора, а являются «собственными», то есть изготовленными путем клонирования.

Глава 2.Как помогают братьям нашим меньшим

2.1.Высокие технологии

Но как же обстоят дела в области протезирования братьев наших меньших? В новостях я часто слышу истории про животных, которые пострадали от стихии, от рук людей или родились с дефектами. Из-за вовремя не оказанной помощи погибает огромное количество зверей. В отличие от нас, они не могут кричать, плакать и звать на помощь. Зачастую ветеринары, да и просто добрые люди, оказывают помощь меньшим братьям, что позволяет им жить дальше. К счастью, в современном мире делают высокотехнологичные протезы не только для людей, но и для животных.

Ветеринарным врачам из Новосибирска удалось создать протезы для животных, которые вживляются в кость и срастаются с кожей. Нашим врачам удалось создать уникальную технологию, позволяющую добиться положительного эффекта — имплантат прочно срастается с костью, и не доставляет животному никаких неудобств.

За 2016 год проведено уже несколько операций на кошках и собаках. Врачи вернули этим животным возможность жить полноценной кошачьей жизнью: бегать на четырёх лапах, прыгать и чесать за ушком.

Суть метода заключается в том, что после проведения компьютерной томографии на 3D-принтере выполняется модель культи и под нее изготавливается индивидуальный титановый протез, который вживляется в кость и становится продолжением конечности. Непосредственно к нему и крепится силиконовая лапка (рис.21).

Все остальные существующие протезы — это протезы, которые просто крепятся к культе. Животные крайне неохотно их носят, воспринимают как нечто чужеродное, грызут и срывают их.

В случае с протезом, который вживляется в кость, животное воспринимает его как естественное продолжение родной лапы и не пытается от него избавиться. Животное может играть, копать, прыгать и полноценно бегать. А кошки часто начинают его вылизывать как собственную лапу и во время игры гоняют мячик протезом, хватают игрушку протезом.

Я узнала, что для протезирования конечностей людей такая методика пока не применима, но активно используется в стоматологии.

Петербургская компания PetMobile – компания по изготовлению инвалидных колясок для животных, с момента своего создания в 2009 году исполнила множество заказов на изготовление двухколесных инвалидных колясок и другого специального оборудования для кошек, собак всевозможных пород и размеров, хорьков и даже кроликов. Потребность в таком оборудовании возникает в основном в связи с травмами, реже — с врожденными дефектами. Для многих это настоящее спасение, поскольку подвижные животные не осознают своего особого состояния и стирают обездвиженные конечности в кровь, пытаясь двигаться, как здоровые.

Чаще всего такое оборудование заказывают для такс. Как объясняют врачи, это искусственно выведенная порода, собаки очень длинные, и малейшая неловкость при прыжке приводит к повреждению позвоночника. Тогда и спасают коляски для передних или задних лап, помогающие сохранить животным двигательную активность.

Стали проводить протезирование глаз домашним питомцам: содержимое погибшего глаза, глазного яблока заменяют на специальный протез. Потерянное зрение эта операция не вернет, но поможет решить эстетическую проблему.

Проводят также протезирование суставов, которое полностью возвращает животное к обычной жизни и полноте движений. Врачи заменяют коленные, локтевые, тазобедренные суставы на металлические зарубежного производства.

В последнее время стала бурно развиваться стоматология для животных. Ветеринарные специалисты стали активно использовать протезирование зубов у животных.

2.2.Примеры протезирования животных

В своей работе я рассмотрела несколько удивительных примеров протезирования животных.

Новый хобот для слона

Хобот – это едва ли не основной орган слона, без которого жизнь данного животного невозможна. И слон, лишившийся этой части тела, не имеет никаких шансов выжить – он не сможет даже накормить сам себя. Но компания Festo разработала искусственный хобот, который заменил травмированному животному настоящий орган (рис.22).

Новые лапы для собаки от Orthopets

Уникальный пес Наки со сложной судьбой. Люди нашли пятинедельного щенка в холодном, подтопленном подвале дома рядом с телом матери, погибшей от охлаждения. У малыша были отморожены все четыре лапы, которые ветеринары вынуждены были удалить.

Компания Orthopets, узнав трагическую историю Наки, согласилась совершенно бесплатно создать четыре высокоточных протеза для четырех лап животного. Теперь он ведет полноценную подвижную жизнь (рис.23).

Новый хвост для дельфина

У дельфина Винтера был поврежден хвост сетью для ловли крабов. Раненный дельфин сам прибился к людям с просьбой помочь ему в беде.

Ветеринары поместили дельфина в аквариум города Клируотер. Там ему создали искусственный хвост, позволяющий вести полноценную подводную жизнь (рис.24). Но Винтер не захотел после реабилитации покидать уютные бассейны дельфинария.

Сейчас этот дельфин занимается реабилитацией людей, потерявших конечности. Он выступает живым символом борьбы с травмами опорно-двигательного аппарата. Основная масса «пациентов» Винтера дети.

Новая лапа для утенка, напечатанная на 3D-принтере

Лютик вылупился из яйца с генетической мутацией. Его левая лапка была вывернута в обратную сторону, что мешало ему передвигаться. Ветеринары вынуждены были удалить эту конечность, а фирма NovaCopy напечатала для утенка новую лапу, позволившую птице начать нормальную жизнь.

Протез представляет собой силиконовый «носок», который крепится к обрубку лапки, совершенно при этом не натирая кожу. Он удобный и практичный, да еще и весит всего несколько граммов (рис.25).

Протез хвоста для аллигатора

Мистер Стаббс стал первым в мире аллигатором, для которого был создан протез одной из конечностей. Хвост этот крокодил потерял благодаря контрабандистам, которые перевозили его и еще 32-х собратьев в кузове грузовика. И там они либо повздорили друг с другом, либо страдали от голода.

Полиция, остановившая грузовик, передала бесхвостого Мистера Стаббса сотрудникам Герпетологического общества. Они обратились в научно-исследовательский институт ортопедии, чтобы тамошние специалисты создали крокодилу новую конечность (рис.26).

Поначалу Мистер Стаббс пытался откусить свой новый силиконовый хвост, прикрепленный к туловищу при помощи ремешков, но постепенно с ним свыкся и теперь не представляет свою жизнь без искусственной конечности. Ведь аллигаторы не могут плавать без хвоста.

2.3. Опрос среди одноклассников

Мне стало интересно сталкивался ли кто-то из моих одноклассников с проблемой протезирования домашних питомцев? Тогда я решила провести опрос среди одноклассников. В него я включила следующие вопросы:

1.Какие животные живут или жили у тебя дома?

2.Какими заболеваниями они болеют или болели?

3.Как ты с родителями им помогаешь в случае болезни? (Результаты опроса представлены в приложении на рис.27, 28, 29).

В результате опроса, в котором приняло участие 22 человека, я узнала, что почти у половины ребят нет животных вообще, у остальных в основном живут кошки и собаки, реже другие животные. Чаще среди заболеваний, которыми болеют их животные встречаются клещи, блохи, отравления, были случаи вывихов. Многие делают своим питомцам профилактические прививки. При наступлении болезни в основном обращаются за помощью к ветеринарному врачу. И лишь немногие лечат своих животных сами. Меня очень обрадовало, что среди опрошенных никто не встречался с проблемой протезирования животных. Из чего я могу сделать вывод, что животные очень редко лишаются частей тела. Да и то, на мой взгляд, это те случаи, когда животное гуляет на улице и может по неосторожности, например, попасть под колеса машины.

Вывод.

В ходе своей работы и изучив соответствующие материалы, я могу подтвердить свою гипотезу и с уверенностью сказать, что данная область науки стремительно развивается. Каждая последующая технология изготовления протезов эффективнее предыдущей. Каждая последующая модель, тип и вид лучше предыдущего. С каждым новым «шагом» полезных свойств становится больше, а недостатков меньше. Меня удивило, что протезирование методом печати на 3-D принтере проводят только животным. Такого не делают даже людям! Ученые в области ветеринарии до сих пор продолжают осваивать новые методики в протезировании животных. Протезирование стало возможным не только для людей, но и для животных. Чему я очень искренне рада! А для тех, кому может понадобиться помощь в лечении своих питомцев, я сделала буклет с адресами ветклиник в г.Воскресенске. Буду рада, если это кому-то поможет!

Список используемой литературы.

1.Аболмасов Н.Н. Ортопедическая стоматология / Н.Н. Аболмасов: учебник М. : МЕДпресс-информ, 2008г. – 230с.

2.Баум Л., Филипс Р.В., Лунд М.Р. Руководство по практической стоматологии. – М.: Медицина, г. – 680с.

3.Бегун П. И. Биомеханическое моделирование объектов протезирования/ П.И. Бегун. - М.: Политехника, 2011г. - 464 c.

4. Бернштейн Н.А. Физиология движений и активность. М.: Наука, 1990г. – 450с.

5.Бранков Г. Основы биомеханики. Пер. с болг. М., 1981г. – 180с.

6.Гален К. О назначении частей человеческого тела: Пер. с древнегреч. — М.: Медицина, 1971 кн. XV, гл. VIII, 885с.

7.Лобовкина Л.А., Романов А.М. Современные технологии реставрации зубов: монография. – Медпресс-информ, 2007. – 96с.

8.Янковский.А.А Зубопротезная техника : учебник /А.А. Янковский.- М.: Мед. информ. агентство, 2004г. – 170с.

9.http://www.zubi-protezi.ru/protezi/

10.http://se7en.ws/istoriya-implantiruemoy-tekhniki-prot/

11.http//ampgirl.su/2009/10/08/evolyuciya-protezov/

12.http//www.pvsm.ru/istoriya/234758

13.http//www.novate.ru/blogs/230314/25812

Приложения.

Рис.1 Древнеегипетский протез пальца ноги.

Рис.2 Пример протеза с прикрепленным к нему предметом

Рис.3 Протез ноги из бронзы Рис.4 Протез американского производства

Рис.5 Стальной каркас

Рис.6,7 Протез руки середины 19в.

Рис.8 Миоэлектрическая рука

Рис.9 Современные протезы рук

Рис.10 Золотая «шина», фиксировавшая зубы этруссков

Рис.11 Имплантаты Майя

Рис.12, 13, 14 Искусственные зубы середины 18 в.

Рис.15 Захоронение жрицы храма Рис.16 Полусфера из смолы

Рис.17,18 Увечья лица, полученные в первую мировую войну

Рис.19,20 Полимерные протезы лица

Рис.21 Силиконовый протез, напечатанный на 3D-принтере

Рис.22 Протез хобота для слон

Рис.23 Новые лапы для собаки от Orthopets

Рис.24 Протез хвоста для дельфина

Рис.25 Лапа для утенка, напечатанная на 3D-принтере

Рис.26 Протез хвоста для аллигатора

Рис.27 Какие животные живут у ребят дома

Рис.28 Заболевания, которыми болеют животные

Рис.29 Какая помощь оказывается питомцам в случае болезни