Handprothese eindelijk licht en krachtig

De ‘Delft Cylinder Hand’ kan grijpen met twee vingers (links) of met de hele hand (rechts). Hij beweegt hydraulisch.
De ‘Delft Cylinder Hand’ kan grijpen met twee vingers (links) of met de hele hand (rechts). Hij beweegt hydraulisch. Foto G. Smit / TU Delft

Handprotheses zijn zo onhandig dat dragers er blessures van krijgen, of er liever helemaal geen dragen. Werktuigbouwkundige Gerwin Smit ontwikkelde daarom een verbeterde niet-elektrische handprothese. De ‘Delft Cylinder Hand’ is twee keer zo licht is als de gangbare modellen, terwijl de grip vier keer zo sterk is. Smit promoveerde op 11 juni aan de TU Delft.

Eén op de vijf mensen met een handamputatie draagt helemaal geen prothese, bleek enkele jaren geleden uit een internationale enquête (onder meer in Nederland). De grote groep prothese-mijders vindt dat een prothese niks toevoegt. Ze zijn te zwaar, te onhandig in het gebruik en vermoeiend.

Gangbare protheses zien eruit als een hand of een ‘haak’ (eigenlijk twee haken), maar bijna allemaal bewegen ze als een pincet. De meeste van alle handprotheses zijn myo-elektrisch: ze worden bediend via de armspieren en werken op een batterij.

Het alternatief is een mechanische prothese. Die gaat open en dicht als je trekt aan een lus, die je over de schouder aan de ‘gezonde kant’ draagt. Op papier heeft zo’n mechanische prothese voordelen, aldus Smit. Hij is lichter (geen batterij en motortjes) en je voelt dat je knijpt, via de trek in de schouderlus. Bij elektrische protheses is dat niet zo.

Toch zijn mechanische, handvormige protheses het minst populair. Smit publiceerde vorig jaar een artikel waaruit bleek waarom: de knijpkracht van de protheses is slechts 15 newton, terwijl voor het vasthouden van een theekopje 30 newton nodig is. Dat de bedieningskracht tegelijkertijd te groot is, blijkt uit de vele schouderblessures bij gebruikers.

Smit maakte de prothese zó dat gebruikers minder hard aan de lus hoeven te trekken, terwijl ze toch harder knijpen (60 newton). Hij maakte het ontwerp zo ‘stijf’ mogelijk en liet de gewrichten hydraulisch buigen in plaats van mechanisch – daarbij is de wrijving kleiner.

Hoewel de hand alleen ‘open’ en ‘dicht’ kan, past de handvorm zich toch aan aan de taak: als je harder trekt, doen er meer vingers mee met het grijpen.

De hand, van aluminium en roestvrij staal en met een siliconen handschoen, is bovendien licht. Hij weegt 217 gram. De meeste bestaande mechanische protheses wegen meer dan 400 gram; elektrische nog meer. Smit: “Roestvast staal is een zwaar materiaal, maar je kunt het wel heel dunwandig toepassen.”

Het prototype is getest door 13 gezonde mannen en 3 prothesedragers. Ze moesten staafjes rechtop zetten en blokjes verplaatsen. Dat ging even goed als met bestaande protheses. De prothesedragers waren verrast door het geringe gewicht van de hand, zegt Smit. Hij zal de hand de komende vijf jaar verder ontwikkelen binnen de universiteit.