Prothesentechnik: Mit Hightech zu sportlicher Höchstleistung
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Prothesentechnik: Mit Hightech zu sportlicher Höchstleistung

Bild: Foto: Michael Barera, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Bei den Paralympischen Sommerspielen messen sich in Rio de Janeiro derzeit behinderte Athleten in zahlreichen Disziplinen. Um ihre Sportart ausüben zu können, tragen manche von ihnen Prothesen. Die hochspezialisierten künstlichen Körperteile verhelfen den Sportlern zu Spitzenleistungen – und übertreffen dabei mitunter sogar das menschliche Original.

Der menschliche Körper ist ein wahres Bewegungswunder. Mithilfe von Skelett, Muskeln, Gelenken und Bändern können wir laufen, rennen, hüpfen und springen – und eine schier unfassbare Vielfalt komplexer Bewegungsabläufe vollführen. Zu was unser Körper dabei fähig ist, zeigt sich vor allem im Leistungssport eindrücklich. Erst kürzlich haben sich Athleten bei den Olympischen Spielen wieder über hohe Latten katapultiert, sind förmlich über Hürden geflogen oder haben sich elegant von Türmen ins Wasser geschraubt.

Um all dies bewerkstelligen zu können, muss der Körper in der Regel gesund und in bester Verfassung sein. Doch auch mit Handicap sind Sportler durchaus zu Höchstleistungen fähig – unter anderem dank moderner Prothesen. Sie ermöglichen auch amputierten Athleten, etwa rasante Tänze aufs Parkett zu legen oder sich in Sprints zu messen.

Leichter und leistungsfähiger

Kamen die ersten solcher "Ersatzteile" kaum an die Fähigkeiten des ursprünglichen Körperteils heran – man denke nur an Glasaugen oder Holzbeine – müssen die heutigen Hightech-Konstruktionen einen Vergleich mit dem natürlichen Pendant nicht mehr scheuen. Künstliche Muskeln ermöglichen kraftvolle Bewegungen mit hoher Präzision, Arm- und Handprothesen lassen sich flexibel steuern, und Sensoren ersetzen zumindest ansatzweise den Tastsinn. Kurzum: Die Hilfsmittel können sich mittlerweile ähnlich gut bewegen, greifen und sogar fühlen wie das Original.

Im Sport hat insbesondere die Forschung an modernen Werkstoffen wie Silikon, Kunststoff oder Karbon den Weg für den Fortschritt der vergangenen Jahre geebnet und behinderten Athleten neue Möglichkeiten eröffnet. Die innovativen Materialien machen die Prothesen nicht nur leichter, sondern auch belastbarer und leistungsfähiger.

Mit Karbon zum Meistertitel

Material, Form und Stärke werden längst bis ins letzte Detail auf die jeweilige Leistungsanforderung hin optimiert. Eine Prothese für Sprinter wird zum Beispiel anders konzipiert als die Version für Mittelstreckenläufer. Das bedeutet aber auch, dass Sportprothesen nur Lösungen für eine einzige Tätigkeit sind – im Alltag sind sie eher unpraktisch.

Doch die extreme Spezialisierung zahlt sich aus. Das zeigt etwa das Beispiel des Unterschenkel-amputierten Weitspringers Markus Rehm. Der Paralympics-Sieger von 2012 sprang mit seiner sogenannten Cheetah-Prothese, einer J-förmigen Schiene aus gepresstem und hocherhitztem Karbon, vor zwei Jahren weiter als seine nicht behinderten Konkurrenten – und gewann mit einer Bestmarke von 8,24 Metern die Deutsche Meisterschaft. Auch Läufer Oscar Pistorius bestand mit seinen Prothesen erfolgreich gegen nicht amputierte Athleten, als er noch mit seinen sportlichen Leistungen Schlagzeilen machte.

Besser als das Original?

Die menschengemachte Technik scheint demnach die Einschränkungen durch die Behinderung teilweise aufheben und die menschliche Leistungsfähigkeit sogar übertreffen zu können. Im Fall von Rehm zeigten Messungen von Biomechanikern: Der Athlet war beim Anlauf zwar deutlich langsamer als andere Männer bei vergleichbaren Sprüngen. Trotzdem erreichte er beim Absprung selbst eine höhere Vertikalgeschwindigkeit. Zudem ermüdet die mechanische Feder seiner Prothese im Unterschied zu menschlichen Muskeln nicht.

Wird aus dem Handicap damit ein unfairer Wettbewerbsvorteil? Und darf man das natürliche Körperteil überhaupt noch mit dem künstlichen Ersatz vergleichen? Diese Fragen diskutieren Sportverbände und die Öffentlichkeit immer wieder – mit unklarem Ergebnis. Auch Wissenschaftler sagen: Ob Vor- oder Nachteile überwiegen, lässt sich nicht immer eindeutig klären.

Schneller dank Motor

Unterdessen arbeiten Forscher an Prothesen, die die Leistungsfähigkeit ihrer Träger noch weiter verbessern. Eine Forschergruppe der Technischen Universität Darmstadt hat etwa eine der schnellsten motorengetriebenen Beinprothesen entwickelt. Sie ist in der Lage, die richtige Gangart und Bewegungsgeschwindigkeit automatisch zu antizipieren und kann aktuell mit bis zu 14 Kilometern pro Stunde laufen – theoretisch sind sogar noch höhere Geschwindigkeiten möglich. Bei Sprungsportarten könnten solche Konstruktionen mit Motor die Fußfeder beim Absprung zusätzlich katapultieren.

Wertvolle Beitrage zur Prothetik kommen auch aus der Neurologie. Neuroimplantate machen es etwa möglich, Prothesen über Hirnsignale zu steuern. Elektrische Reize aus dem Gehirn werden dafür über Elektroden abgeleitet und in motorische Steuerbefehle umgewandelt. Auch komplexe Bewegungsabläufe lassen sich auf diese Weise mit der Kraft der Gedanken lenken.

"Vergleich nicht zum größten Ziel machen"

Der Läufer Oscar Pistorius soll einmal gesagt haben, der Behinderte müsse sich wieder am Nichtbehinderten messen – moderne Prothesen haben das für manch einen Athleten schon möglich gemacht. Doch nicht alle paralympischen Sportler halten das für ein erstrebenswertes Credo. Der Paracyclist Michael Teuber etwa findet, man solle dies nicht zum größten Ziel machen. "Es kann nicht im Sinne der Paralympischen Bewegung sein, das zu puschen", zitierte ihn kürzlich eine bayerische Tageszeitung.

Tatsächlich kann auch mit technischer Unterstützung längst nicht jeder behinderte Athlet gegen Nichtbehinderte bestehen. "Das ist eine Leistung, die 99 Prozent der Paralympioniken gar nicht schaffen können, weil es ihre Behinderung nicht zulässt", sagt Teuber.

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