Od teorie k realitě

Historie přístroje začala před více než 3 desítkami let. Prof. Dr. Clinton Rubin z univerzity Stony Brook State University of New York strávil více než 35 let své vědecké kariéry tím, že zkoumal, jak mechanické signály ovlivňují pohybový aparát.

Úbytek kostní hmoty se týká astronautů z důvodu nedostatečného zatížení ve vesmíru

Mohou astronauti trpět osteoporózou? V podstatě ano, i když to není stejná forma jako osteoporóza v postmenopauze nebo osteoporóza podmíněná věkem, která se týká těch z nás, kteří nebyli ve vesmíru. Astronauti získali zkušenost, že u nich dochází k úbytku kostní hmoty a že jim klesá hustota minerálů v kostech, což je způsobeno tím, že nemohou své kosti ve vesmíru zatěžovat, protože tam neexistuje gravitace. Toto bylo popsáno ve Wolffově zákonu – základní pravidlo ortopedie, které říká, že se kost přizpůsobuje tomu, co je od ní požadováno. Kosti astronautů nezažívají žádnou zátěž, zatímco jsou ve vesmíru ve stavu beztíže, cože vede ke ztrátě hustoty minerálů v kostech přesně jako u osteoporózy.

Dokonce NASA podporuje vývoj této vibrační léčby, protože astronauti mají osteoporózu. V relativně ranném stádiu a na začátku vesmírných misí bylo zjištěno, že astronauti po delším pobytu ve vesmíru trpí ubývající svalovou hmotou a silou a také ubývající kostní hmotou a hustotou minerálů v kostech. Důsledky jsou zcela stejné jako důsledky, které ohrožují zdraví starších lidí nebo osob postižených osteoporózou.

Osteoporóza – rovněž problém stavu beztíže

Vesmírní lékaři museli připravovat astronauty na dlouhou misi a najít způsob, jak udržovat jejich kosti a svaly silné. Psychické a fyzické požadavky na astronauty při vesmírných misích v beztížném stavu jsou extrémně vysoké, a proto chtěli lékaři najít neinvazivní způsob bez léků, jak stabilizovat jejich kosti. Toto je důležitý aspekt, protože astronauti by neměli brát žádné léky (nebo co možná nejméně). Jakákoliv léčba s podáváním léků může mít vedlejší účinky a přinášet s sebou rizika, proto bylo hledáno přirozené, bezpečné, bezrizikové, ale také účinné řešení.

Astronauti mohou utrpět až 20% ztrátu kostní hmoty nebo hustoty minerálů v kostech ročně – to je desetkrát více než u těžké, neléčené osteoporózy na Zemi. Tyto vysoké ztráty v relativně krátkém časovém období byly zvlášť znepokojivé. Nemoc u astronautů postupuje mnohem rychleji, takže jejich kosti rychle stárnou.

V této souvislosti mohou ženy postižené osteoporózou, které se neléčí, ztratit za jeden rok přibližně 1,5 % kostní hmoty v oblasti bederní páteře, kyčlí nebo krčku kosti stehenní. Astronaut naproti tomu může toto množství ztratit za jeden jediný měsíc. To je samo o sobě velký problém: Ale představte si, že by si astronaut ve vesmíru nebo na Marsu zlobil nohu nebo krček kosti stehenní.

Vibrační ošetření pro astronauty

Americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku NASA hrál klíčovou roli při výzkumu a vývoji vibrací nízké intenzity, o nichž si myslel, že by mohly pomoci astronautům zmírnit úbytek kostní hmoty ve vesmíru. Tým NASA spolupracoval s předními lékaři a biomechaniky na koncepci LiV a po mnoho let koordinoval značné výzkumné úsilí.

Profesor Clinton Rubin vedl projekt NASA Vibe – oficiálně s názvem A Low Intensity Mechanical Countermeasure to Prohibit Osteoporosis in Astronauten During Long-Term Spaceflight » NASA. Tento projekt a jiné studie NASA týkající se vibrací byly zaměřené na experimenty vedoucí k překonání problému se ztrátou kostní hmoty a svalů.

Výzkum buněčných účinků a mechanismů by měl poskytnout řešení problému, které podpoří účel pohybového aparátu – a sice zachování kostní hmoty a zaručení pohyblivosti, svalové síly a rovnováhy. První výzkum (1990-2000) pracoval ještě se zvířaty (kterým nebylo ublíženo) a rychle se zaměřil na specifické zátěžové stimuly s nízkou intenzitou. Jednalo se o pohyby s nízkým maximálním zatížením, které se často opakovaly – stimuly, které působí na kosti a svaly. V následujícím kroku byl vyvinut léčebný přístroj a léčba se prováděla na lidech. Následovala další zkoumání, studie, vylepšování a opakované implementace. Proces po mnoho let a s mnoha fázemi. Výsledkem je vibrační plošina, na které stojíte, zatímco přenáší stimuly na kosti. Tyto specifické, slabě intenzivní stimuly aktivují buňky těla, a přispívají tak k udržování a budování kostí a svalů.

Vibrační léčba s Marodyne LiV

Brzy se ukázalo, že taková léčba bude přínosem nejenom pro astronauty, ale také pro starší lidi a pacienty trpící osteoporózou, kteří chtějí posílit svalovou sílu a hustotu kostí. Julie Robinson, vědecká pracovnice NASA v Johnson Space Centre v Houstonu, učinila shrnutí o snížené hustotě minerálů v kostech: „Úspěch výzkumných misí s posádkou závisí na tom, zda budou nalezena protiopatření k řešení těchto dopadů. Mezi výzkumem osteoporózy na Zemi a studiemi kostí astronautů existují významné synergie. Výzkumné oblasti se vzájemně doplňují“. (Zdroj: www.raumfahrer.net/news).

Výrok „Stav beztíže pro astronauty znamená to, co stáří pro nás na zemi“ se stal známým později. Zde se setkává vesmírná medicína s léčbou pomocí vibrací nízké intenzity. Technologie, metody a s tím spojené lékařské výsledky, které byly kdysi vyvinuty pro astronauty, byly neustále zdokonalovány a pořád podrobovány novým studiím. V posledních 20 letech docházelo k přepracování a zlepšování, dokud nebyl vyvinut léčebný přístroj LiV, který vidíme dnes a který je určen pro všeobecnou medicínu a domácí použití.

Více informací naleznete zde: NASA Life Sciences Data Archive …