Eine künstliche Arm- oder Beinprothese, die wie das Original oder sogar besser funktioniert, gibt es bislang nur im Science-Fiction-Kino: Der Held verliert seinen Arm, doch erhält einen neuen aus superbelastbarem Material, der einwandfrei durch den Willen seines Trägers gesteuert wird und außerdem Zusatzfunktionen (speziell für Kampfeinsätze) mitbringt. Wie schön wäre doch so eine Technik für die Betroffenen, die heute noch mit tauben, unbeweglichen, nur optisch ansprechenden Prothesen auskommen müssen! Wann könnte diese Kinofantasie Wirklichkeit werden? Studenten der Fachhochschule Südwestfalen in Lüdenscheid sind ihr deutlich näher gekommen. 

Was leistet die deutsche Prothesenforschung?

Die Lüdenscheider Studenten der Medizintechnik haben unter der Ägide ihres Professors Ingo Krisch das derzeit Machbare bei Armprothesen realisiert. Prof. Krisch verweist darauf, dass es solche Forschungen bislang vorrangig beim US-Militär gibt, dem große finanzielle Mittel dafür zur Verfügung stehen. An der Fachhochschule Südwestfalen (kurz FH SWF) musste man viel mehr improvisieren, doch das Ergebnis kann sich sehen lassen.

Der schon 2017 angefertigte künstliche Arm wurde aus zugekauften Teilen zusammengebaut und hat immerhin fünf bewegliche Finger. Des Weiteren kann er den Oberarm strecken und den Unterarm beugen. Die Mechanik ist weniger das Problem als die Software, für die die Lüdenscheider Studenten ein Programm schrieben. Dennoch prognostiziert Prof. Krisch den ersten wirklich funktionsfähigen Arm aus reiner Technik frühestens ab 2027. Auch die US-Militärs würden wohl nicht schneller vorankommen, so Prof. Krisch. Der Lüdenscheider Arm kann beispielsweise bislang noch kein Glas Wasser heben. Was sich in unseren Muskeln, Sehnen und Nerven bei solch alltäglichen Bewegungen abspielt, ist nämlich beispiellos komplex.

Das studentische Team unter der Leitung von Prof. Krisch hat dank bester Anleitung dennoch die Chance, die Prothesenentwicklung zu revolutionieren. Der Professor hat andernorts schon eine Sehprothese entwickelt. Am Duisburger Fraunhofer-Institut konnte er zusammen mit anderen Wissenschaftlern ein Retina-Implantat mit einer funkgesteuerten Kamera verbinden. 

Wie kam es zum künstlichen Arm?

Der elektronisch gesteuerte Arm ist ein Lehrstück für die Studenten. Sie sollten nach sechs Semestern all ihr Wissen zur Physik, Medizin und Elektrotechnik in ein einziges, bahnbrechendes Projekt einbringen. Da bietet sich ein künstlicher Arm an. Hierzu müssen die studentischen Teams interdisziplinär und industrienah arbeiten. Genau das ist der Zweck ihres Studiums der Medizintechnik.

Was fehlt nun, damit der Arm ein Glas Wasser per Gedankensteuerung anheben kann, ohne es auszuschütten oder zu zerbrechen? Die Finger müssten Sensoren erhalten, die einen sehr feinen Druck steuern können. Außerdem müsste der Arm wirklich allein durch Hirnströme gesteuert werden, so weit ist er noch nicht. So ein Modell dürfte – wenn die Technik ausgereift ist – eine sechsstellige Summe kosten, doch in Deutschland würde maximal eine zwei- bis dreistellige Zahl von Patienten so eine Prothese nutzen. Diejenige der FH SWF wurde für nur 800 Euro gebaut, kann aber zu wenig. Das liegt freilich auch am gegenwärtigen Stand der Forschung, der in Lüdenscheid etwas angehoben wurde.

Eine Armprothese muss auch keinesfalls perfekt funktionieren, so Prof. Krisch. Dort, wo sie dringend gebraucht wird – in Kriegsgebieten –, sind die Menschen arm. Sie wären dankbar, wenn ihnen ein preiswerter künstlicher Arm beim Anziehen, Essen und Trinken helfen könnte. In wenigen Jahren könnten solche Modelle aus dem 3D-Drucker kommen. Die Forschung in Lüdenscheid hat dann dazu beigetragen.