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Deutscher Zukunftspreis 2017 – Team 3: Helfende Hände – maßgeschneiderte Hightech-Prothesen

Wer ohne Hand geboren wird oder diese im Verlauf des Lebens verliert, findet in modernen Prothesen einen brauchbaren Ersatz. Schwierig ist es aber bei Kindern, Jugendlichen, Menschen mit zierlichen Händen und Personen, denen nur Teile der Hand fehlen: Für sie gibt es bislang keine geeigneten Hightech-Prothesen. Wie lässt sich auch ihnen helfen?
Helfende Hände – maßgeschneiderte Hightech-Prothesen

Veröffentlicht am: 26.09.2017

Laufzeit: 0:34:00

Sprache: deutsch

Der Deutsche Zukunftspreis, der Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation, wird seit 1997 jährlich vergeben. Er gehört zu den wichtigsten Wissenschaftsauszeichnungen in Deutschland, aber er ist mehr als ein Forschungspreis. Ihn erhält, wer – ausgehend von exzellenter Wissenschaft – überzeugende Produkte und Projekte entwickelt und damit Arbeitsplätze schafft.

Mit modernen leichten und kleinen Handprothesen können Dr.-Ing. Stefan Schulz, Dipl.-Ing. Adrian Andres und Matthias Baßler, M. Sc., nun auch Kindern und Jugendlichen helfen. Auch haben sie ein modulares Prothesensystem entwickelt, das einzelne fehlende Finger oder Teile einer Hand ersetzen kann. Zudem verfügen die neuartigen bionischen Prothesen als erste weltweit serienmäßig über einen Tastsinn, der den Trägern Berührungen und Kräfte vermittelt. Die drei nominierten Forscher arbeiten bei der Vincent Systems GmbH. Stefan Schulz (zum Video-Kurzinterview) ist Gründer und Geschäftsführer des Unternehmens, Adrian Andres und Matthias Baßler sind als Entwicklungsingenieure tätig.

Jedes Jahr erhalten weltweit rund 10 000 Menschen eine elektronisch gesteuerte Prothese. Allerdings: Vielen Personen blieb ein solcher technischer Handersatz bisher verwehrt. Denn die verfügbaren Hightech-Prothesen waren zu schwer und groß, sodass Kinder und Jugendliche sowie Menschen mit kleinen und schlanken Händen keine Möglichkeit hatten, sie zu tragen. Hinzu kommt, dass auch die vergleichsweise große Zahl an Menschen, denen nur einzelne Finger oder Teile einer Hand fehlen, bisher nur mit passiven Schmuckprothesen versorgt werden konnten. Das Baukastensystem für bionische Teilhandprothesen, das die drei Forscher aus Karlsruhe entwickelt haben, beseitigt dieses Manko.

Leicht, stabil, mit einzeln beweglichen Fingern und natürlichem Aussehen

Kern der Innovation ist die weltweit kleinste Einzelfingerprothese mit miniaturisierten Antrieben. Die unterschiedlich großen aktiven Finger und Daumen bilden zusammen mit Rahmenelementen ein sehr flexibles modulares System, das sich an den individuellen Teilhandstumpf jedes Nutzers anpassen lässt. Durch die Verwendung von robusten Leichtbaumaterialien und einer softwaregestützten Optimierung der Gestalt erreicht das neue System im Vergleich zu anderen Produkten ein geringeres Gewicht, ohne dadurch an Stabilität zu verlieren: Die Handprothese wiegt etwa genauso viel wie eine menschliche Hand. Das erleichtert ihre Benutzung im Alltag. Besonderen Wert legten die Entwickler auf eine anatomische Formgebung und ein natürliches Aussehen. Eine gummierte Oberfläche verleiht der künstlichen Hand, die ohne einen bislang bei Prothesen üblichen Silikon-Handschuh auskommt, eine hautähnliche Haptik und ermöglicht ein sicheres Zugreifen.

Neu ist auch der integrierte Tastsinn. Er gibt dem Träger Rückmeldung über die ausgeübten Kräfte. Dazu wird die Griffkraft in spürbare leichte Vibrationen übersetzt. Der künstliche Tastsinn erlaubt es, die Prothese sehr sensibel zu verwenden und auch ohne Sichtkontakt sicher zu greifen. Zudem kann er helfen, eventuell bestehende Phantomschmerzen zu lindern. Zum Steuern der Prothesen dienen elektrische Signale der Muskeln, mit denen vordefinierte Griffe genutzt werden können. Bei anderen Systemen sind zusätzliche Hilfsmittel notwendig, um alle Griffarten auswählen zu können. Mit dem neuen assistenzfreien Steuerungskonzept hingegen lassen sich alle verfügbaren Griffe nur durch Muskelsignale auswählen.

Weltweit sollen Versorgungs- und Schulungszentren entstehen

Die Technologie ist durch etliche Patente abgesichert und bereits sehr erfolgreich am Markt eingeführt. Vincent Systems bietet Handprothesen für unterschiedliche Versorgungsniveaus und Handgrößen an – unter anderem als erste speziell auf Kinder und Jugendliche zugeschnittene Hightech-Hand mit einzeln beweglichen Fingern. Derzeit werden orthopädische Fachwerkstätten in Deutschland, Europa und den USA mit den Vincent-Prothesen beliefert. Mit der kleinsten Erwachsenenhand, der Kinderhand und dem Teilhandsystem lassen sich weit mehr Menschen erreichen als mit bisherigen Handprothesen. Langfristig sind der Aufbau eines weltweiten Vertriebsnetzes und die Einrichtung eigener Versorgungs- und Schulungszentren geplant, in denen Patienten eine Prothese erhalten und Orthopädietechniker speziell für die Herausforderung der Partialhandversorgung weitergebildet werden. Potenzial besitzen die neu entwickelten Technologien auch in anderen Einsatzgebieten – etwa in medizinischen Orthesen, um Menschen mit Lähmungen nach einem Schlaganfall beim aktiven Bewältigen des Alltags zu unterstützen.

Das Vorschlagsrecht zum Deutschen Zukunftspreis obliegt den führenden deutschen Einrichtungen aus Wissenschaft und Wirtschaft sowie Stiftungen.

Das Projekt "Helfende Hände – maßgeschneiderte Hightech-Prothesen" wurde vom Deutschen Industrie- und Handelskammertag e.V. (DIHK) eingereicht.

Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier verleiht am 29. November 2017 den 21. Deutschen Zukunftspreis 2017 an eines der drei nominierten Teams.

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