Bionikens skruvade historia

Från upptäckten att titan kunde växa fast i ben har Göteborg utvecklats till ett av världens vassaste centrum inom bionik – biologisk elektronik. Då var Brånemark stjärna. Nu är det Max Ortiz Catalan som driver forskningsfronten framåt.

I början av 1950-talet gjorde Per-Ingvar Brånemark, forskare vid Göteborgs universitet, upptäckten att titan kunde växa fast i ben. I dag har flera biomedicinska branscher och internationella företag rötterna i den osannolika upptäckten i Göteborg om osseointegration.

Egentligen var det meningen att Per-Ingvar Brånemark skulle studera levande blodceller. Därför hade en liten observationskammare i titan opererats in i bakbenet på en kanin. Men när experimentet var över upptäckte Brånemark att det dyrbara instrumentet satt fast. Ändå verkade det inte orsaka några medicinska komplikationer. Nio år senare fick den första patienten i världen konstgjorda tänder som förankrades i käkbenet med titanskruvar.

En av orsakerna till att Brånemarks forskning blev så framgångsrik var kanske sammansättningen av hans forskargrupp. 50 år innan multidisciplinär forskning blev ett begrepp inkluderade Brånemark gruppen ingenjörer, instrumentmakare, metallurger, kirurger, psykiatriker och biokemister.

Här finns en röd tråd till hisnande framgångar i spåren av ett misstag. Den ihåliga titanskruven kan nämligen också rymma elektroder, som ersättning för förlorade nerver, och användas för en ny generation proteser vars motorik kan styras av tankens kraft.

Det leder oss till Max Jair Ortiz Catalan, forskningsledare vid Center for Bionics and Pain Research i Göteborg. Han har en bakgrund i mekatronik och robotik, men är också expert på artificiell intelligens. Centret är ett samarbete mellan Chalmers, Sahlgrenska universitetssjukhuset och Sahlgrenska akademien.

– Vi har allt från ingenjörer, medicinare och hjärnforskare till fysioterapeuter, protesläkare och kirurger, berättar Max Jair Ortiz Catalan.

Det behövs. Utmaningarna spänner över många fält.

– Vi människor har ett biologiskt kontrollsystem, nervsystemet, som gör att man kan kontrollera sin kropp, röra sig och känna. Robotproteser har också ett kontrollsystem, ett artificiellt sådant. Jag vill foga ihop dem för att göra det intuitivt och enkelt för patienten att kontrollera sin robotprotes.

En spännande produkt under klinisk prövning i Göteborg (hos Integrum) inkluderar ett avancerat elektrodgränssnitt som kan extrahera nervsignaler från musklerna och tolka dem med AI.

– Om jag vill öppna min hand finns det en kontrollsignal som kommer från hjärnan i nerverna hela vägen ned till slutet av kroppsdelen. Vi lär AI-systemet att förstå vad vissa mönster i den elektriska aktiviteten betyder. Exempelvis: Öppna handen.

I Göteborg utvecklas till och med robotproteser med en slags artificiell känsel.

– Nervtråden som sitter i mitt pekfinger går ända upp till hjärnan. Även om jag förlorar fingret kommer nervtråden att finnas kvar. Men om vi stimulerar den elektriskt, skickar den information till hjärnan som skapar en upplevelse av beröring. Och eftersom protesen sitter på den fysiska plats där den tidigare kroppsdelen fanns, upplever patienten sinnesförnimmelserna från protesen.

Text: Sofia Hillborg
Foto: Anna-Lena Lundqvist

Texten är hämtad från Magasin Göteborg 2022

Lär känna Göteborgs styrkor inom Life Science

Huvudkategori

Innovation och samverkan