Еволюція протезування представляє собою тривалу і легендарну історію: від примітивних витоків до складних сучасних конструкцій. Як і в розвитку будь-якої іншої області, деякі ідеї і винаходи працювали і успішно розвивалися, в той час як інші залишилися на узбіччі історії і застаріли.
Довгий і звивистий шлях до комп'ютеризованим протезів почався близько 1500 р до н.е. Щоб оцінити, як далеко людство зайшло в області протезування, для початку нам варто подивитися на досвід древніх єгиптян.
Єгиптяни були піонерами ортопедичної техніки. Їх «рудиментарні» протези були зроблені з тканини, і вважається, що їх носили більше для почуття «цілісності», ніж заради їх протезних функцій. Перший функціональний протез великого пальця ноги, що належить особі дворянського роду, був знайдений в Єгипті. Згідно з даними вчених, він був створений в період 950-710 рр. до н.е. Протез складався з двох дерев'яних частин, які скріплювалися шкіряною ниткою через отвори, просвердлені в деревині. Шкіряний ремінець кріпив палець до ноги за допомогою шкіряних ниток.
Складно переоцінити значення пальців в житті людини, але примітний той факт, що перший реальний приклад протезування відноситься саме до них, а не до тих частин тіла або кінцівок, які можуть здаватися більш важливими - наприклад, рук або ніг. Існує припущення, що на створення такого протеза єгиптян змусила важливість традиційних єгипетських сандалій в гардеробі знатної жінки, які неможливо було носити, не маючи великого пальця.
Ця увага до естетичної привабливості протезів є досить поширеним явищем серед стародавніх пристроїв і навіть може бути більш важливим, ніж їх функціональність.
424 м до н.е. - 1 м до н.е.
В результаті розкопок в 1858 році в італійському місті Капуя була знайдена перша штучна нога, яку зробили приблизно в 300 р до н.е. Вона зроблена з бронзи і заліза, з дерев'яним сердечником, яку, мабуть, носили нижче коліна. Існує точна копія цього протеза, яку можна побачити в Музеї науки в Лондоні.
Найвідоміший випадок в давньоримської історії протезування описаний римським вченим Плінієм Старшим, і пов'язаний з генералом Марком Сергієм, який вважається першим документально підтвердженим носієм штучної кінцівки. У другій Пунічної війні Сергій втратив праву руку і отримав протез, зроблений із заліза, щоб той міг тримати свій щит і продовжувати битву.
В історії Стародавньої Греції також збереглися відомості про успішне протезуванні. У 424 році до н.е. давньогрецький історик Геродот писав про перською провидця, який був засуджений до смерті, але ампутував собі ногу і зробив дерев'яний протез, щоб пройти майже 50 кілометрів шляху до наступного міста і таким чином сховатися від переслідування.
Темні століття (476-1000 рр.)
У цей період людство просунулося в протезуванні та створювало більш складні пристрої, ніж ручний гак або дерев'яна нога. Більшість протезів в той час виконували більше естетичну функцію і були зроблені для того, щоб приховати потворність або травми, отримані в бою. У лицарів були протези для рук, які дозволяли тримати щит і для ніг, щоб можна було закріпити її в стремена, з невеликим увагою до функціональності. У той час носити протези поза битви могли собі дозволити тільки дуже багаті люди.
Проектуванням і створенням штучних кінцівок в темні століття в основному займалися торговці і зброярі. Але крім них розвитку протезування сприяли і люди інших професій. Так, наприклад, годинникарі були особливо корисні для додавання складних внутрішніх функцій за допомогою пружин і зубчастих коліс.
Епоха ренесансу (1400-1800 рр.)
Епоха відродження відкрила нові перспективи для мистецтва, філософії, науки і медицини. В цей час відбулося відродження в історії протезування зубів: їх виготовляли переважно з заліза, сталі, міді і дерева.
Історія протезування завжди переплітається з історією воєн і життям солдат, які ведуть боротьбу. Приклади з Середньовіччя показують, наскільки повільно розвивалася ця область - залізні руки, які виготовляли для лицарів, були не більше просунутими, ніж ті, що використовував генерал Сергій тисячу років тому.
У 1508 році у німецького найманця Гетца фон Берлихингена була пара технологічно просунутих залізних рук, зроблених після того, як він втратив праву руку в битві при Ландсхуте. Ними можна було керувати за допомогою пружин, підвішених на шкіряних ремінцях.
Близько 1512 року італійський хірург, подорожуючи по Азії, звернув увагу на людину з двосторонньої ампутацією рук, який міг зняти капелюх, відкрити свій гаманець і поставити свій підпис за допомогою протеза. Ще одна історія того часу пов'язана зі срібною рукою, яка була зроблена для турецького султана Хайреддіна Барбаросси, який воював з іспанцями в Бужи.
З середини до кінця 1500-х років
Французький армійський цирульник Амбруаз Паре, на думку багатьох вчених, є батьком сучасної хірургії ампутації та ортопедичних конструкцій. У 1529 році він ввів сучасні процедури ампутації в медичному співтоваристві, а в 1536 році зробив навісні протези для верхніх і нижніх кінцівок. Він також модифікував штучну ногу нижче коліна, додавши до неї регульовані ремені безпеки, управління блокуванням коліна і інші технічні особливості, які використовуються в сучасних пристроях.
Його робота продемонстрував перший справжнє розуміння того, як повинен працювати протез. Колега Паре - Лоррен, французький слюсар, зробив один з найважливіших вкладів в цій області, використовуючи у виготовленні протеза шкіру, папір і клей замість важкого заліза.
Велика частина роботи Паре скасувала багато з широко поширених медичних вірувань того часу, частина з яких приносила більше шкоди, ніж користі. Наприклад, Паре встановив, що якщо наносити олію до місця вогнепального поранення або будь-який інший рани не приводить до зцілення, як вважалося раніше, а насправді робить негативний вплив. Те ж стосується і припікання - ще одного поширеного методу, який здавався Паре неефективним. Замість цього Паре користувався перев'язкою артерій, і став, можливо, першим лікарем, який проводив цю операцію.
У 1696 році Пітер Вердайн розробив перший протез ноги нижче коліна без додаткової фіксації, який пізніше стане основою для сучасного протезування суглобів і корсетних пристроїв.
У 1800 році лондонець Джеймс Поттс розробив протез, виготовлений з дерев'яного стрижня зі сталевим колінним суглобом і шарнірної ногою, яка кріпилася кетгутовимі нитками від коліна до щиколотки. Згодом такий протез будуть називати «ногою Англси» на честь Генрі Уїльяма Педжета - першої людини, удостоєного титулу маркіза Англсі, який втратив ногу в битві при Ватерлоо і скористався винаходом Поттса. У 1839 році Вільям Селф завіз цей протез в США, де він став відомий як «нога Селф».
У 1843 році сер Джеймс Сайм відкрив новий метод ампутації щиколотки, що не приводить до ампутації до стегна. Цей підхід вітався в співтоваристві інвалідів-ампутантів, оскільки це означало, що з'явилася можливість ходити не з протезом, який заміняє всю ногу, а тільки лише зі штучною ступень.
У 1846 році Бенджамін Палмер вирішив поліпшити стан справ для пацієнтів з ампутацією нижньої кінцівок і допрацював «ногу Селф», додавши передню пружину, згладивши зовнішній вигляд і прикривши сухожилля, щоб імітувати природні рухи.
Дуглас Блай винайшов і запатентував «анатомічну ногу доктора Блая» в 1858 році, яку він називав «найбільш повним і успішним винаходом з коли-небудь створених серед штучних кінцівок». А вже в 1863 році Дюбуа Пармлі винайшов вдосконалений протез з присоскою, поліцентричної коліном і безліччю шарнірів.
Пізніше Густав Герман запропонував використовувати алюміній замість сталі, щоб зробити протези легше і функціональніша. Таке легке пристрій довелося чекати до 1912 року, коли Марсель Дезуттер, відомий англійський льотчик, що втратив ногу в авіакатастрофі, не зробив перший алюмінієвий протез за допомогою свого брата-інженера Чарльза.
Прогрес, якого досягли в своєму розвитку технології протезування за 300 років, виявився незначним. Однак досягнення в хірургії і ампутації в середині XIX століття дозволили лікарям сформувати куксу таким чином, щоб вона була більш сприйнятлива до приєднання протеза. Протези не сильно покращилися, але життя ставало все більш зручною для тих, хто носив їх.
Перехід до сучасності
У міру того, як тривала громадянська війна в США, кількість ампутацій росло катастрофічно швидко, що змушувало американців посилено розвиватися в області протезування. Джеймс Хангер, один з перших ампутантів громадянської війни, розробив те, що він пізніше запатентував як Hanger Limb - протез, виготовлений з бондарних клепок і металу, який мав шарнірні суглоби в області коліна і щиколотки. Hanger Limb виявилася на той момент найбільш передовою технологією в історії протезування, і заснована хангер компанія продовжує залишатися лідером в цій області.
На відміну від громадянської війни, Перша світова не сприяла особливому прогресу в цій області. Незважаючи на відсутність технічних досягнень хірурги і військові усвідомлювали важливість обговорення технології та розробки протезів. В кінцевому підсумку це призвело до формування американської асоціації протезування і застосування ортопедичних виробів (AOPA).
Після Другої світової війни ветерани були незадоволені відсутністю технологічних рішень і вимагали поліпшення. Тоді уряд США уклало угоду з військовими компаніями для поліпшення протезів, а не зброї. Ця угода відкрило шлях до розробки і виробництва сучасних протезів. Нові пристрої набагато легше - виготовляються з пластика, алюмінію і композитних матеріалів, щоб забезпечити пацієнтів найбільш функціональними пристроями.
Найбільш різке відмінність між сучасними штучними кінцівками і тими, що були зроблені в минулому, знаходиться на кордоні між протезом і тією частиною тіла, до якої він буде кріпитися. У минулому система підвіски для протезів кінцівок була зроблена з шкіряних або тканинах ременів, а паз був дерев'яним або металевим, облицьованим тканиною. Більшість сучасних протезів поєднують в собі пластикове гніздо і присоски. Вони ретельно утеплюються і запобігають ушкодженню тієї частини кінцівки, до якої кріпиться.
Сучасні роз'єми також полегшують надягання і знімання протеза. Це особливо корисно, коли людина має дещо протезів. Наприклад, спортсмени можуть мати кілька протезів для бігу, катання на лижах, їзди на велосипеді та іншої фізичної діяльності. Найчастіше, вони не схожі візуально на людські кінцівки. Це ретельно продумана конструкція з пластику, гуми і вуглецевого волокна, які пропорційно пристосовані до тіла. Вони ретельно контролюються і перевіряються під час змагань, щоб гарантувати, що не використовуються ніякі додаткові переваги, наприклад, більш довга кінцівку.
На додаток до більш легким пристроїв поява мікропроцесорів, комп'ютерних чіпів і робототехніки в сучасних приладах призначене для повернення пацієнтів до життя, замість того, щоб просто забезпечити базову функціональність або більш привабливий вигляд. Сучасні протези здатні імітувати функцію втраченої кінцівки точніше, ніж будь-коли раніше.