北京
来源：科技日报
记者：张梦然
新型仿生膝与患者“贴身”组合
美国麻省理工学院研究团队开发出一种新型“仿生膝”关节假肢，与传统假肢相比，能够帮助膝上截肢者行走更快，更轻松地完成爬楼梯、跨越障碍等复杂动作。这项成果发表在最新一期《科学》杂志上，标志着假肢技术从被动辅助，转向主动感知与智能控制的重大飞跃。
“仿生膝”直接与用户的肌肉和骨骼组织整合，让用户对假肢的控制更加自然
图片来源：美国麻省理工学院
传统的假肢系统是将残肢置于接受腔中，而这种新装置是直接与用户的肌肉和骨骼组织整合，从而提升稳定性，并让用户对假肢的控制更加自然，仿佛其身体的一部分。团队指出，这种“组织整合式假肢”不仅是一个外接工具，更是与人体生理系统高度融合的智能装置，使用户获得更强的“肢体归属感”。
该系统的创新之处在于，结合了一种名为激动剂—拮抗剂肌神经元界面（AMI）的新手术方法。这种方法通过手术重新连接肌肉对，使其在残肢内保持动态互动，提供感觉反馈，并产生可用于控制假肢的电信号。在此基础上，团队开发了一个集成系统，不仅能读取来自AMI肌肉的信号，还将假肢植入骨骼结构中，从而实现更高的稳定性和更精准的运动控制。
团队设计了一种钛棒植入技术，将其插入截肢部位的残余股骨中。这种植入物不仅提升了机械控制和承重能力，还内置16根导线，可从位于体内的AMI肌肉电极获取信息，从而更准确地捕捉肌肉信号并转化为假肢动作。
这一整合系统被称为e-OPRA（电子骨整合假肢系统）。在实验中，两名受试者接受了AMI联合e-OPRA植入。团队将其表现与另外8名仅接受AMI但未植入e-OPRA的用户，以及7名既无AMI也无e-OPRA的用户进行了对比。所有参与者都使用实验室开发的动力膝关节假肢进行测试。
测试内容包括膝盖弯曲到指定角度、爬楼梯和跨过障碍物等任务。结果显示，在大多数任务中，使用整合系统的受试者表现优于其他两组，特别是在需精细控制和动态平衡的任务中优势更明显。
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