Le Biomimetisme
Les Prothèses
Nous avons débuté nos recherches en nous demandant ce que le biomimétisme pouvait apporter
à notre société.
En plus des progrès techniques incroyable que le biomimétisme a permis ; nous nous sommes
rendu compte que l’homme a commencé à imiter la vie en remplaçant des parties de son corps
qu’il n’avait plus par des prothèses.
I. Définition/ étymologie
Le mot prothèse vient du latin « prothesis » qui veut dire addition (pro : pour et thèse : appuie).
Une prothèse est un dispositif artificiel interne ou externe qui permet de remplacer soit un
membre, soit une partie d’un membre ou un organe du corps. Elle permet de restaurer la ou les
fonctions compromise qui sont rétablie en totalité ou partiellement.
II. Histoire
L’instinct de survie permet d’expliquer le fait que les premières prothèses apparaissent dès que les hommes ont commencé à tenir debout.
La momie d’une femme datant d’il y a environ 3000 ans permet à des chercheurs allemands de dire que les Egyptiens amputaient et fabriquaient des prothèses. Ils ont trouvé sur cette momie, retrouvé dans l’ancienne ville de Thèbes, une prothèse d’orteil en bois sculpté composé de trois parties qui était maintenue par une gaine en cuir cousue et du textile. On sait que cette prothèse a servie grâce aux traces d’usures qu’elle présente. Les chercheurs pensent même qu’elle permettait un mouvement convenable.
On retrouve des prothèses dans les récits et poèmes datent de l’Antiquité ou dans la mythologie grecque ou romaine. Comme dans Hérodote, grand historien grec, avec l'histoire de Thereupon Hegesistratus d’Elée dans Calliope (livre IX) qui, pour échapper aux Spartes, s'amputa la jambe et se fit une jambe de bois.
Au Moyen-Âge, les prothèses n'ont qu'un but fonctionnel comme les pilons et les crochets.
A la renaissance le français Ambroise Paré fabrique les premières prothèses articulées en métal.
Ensuite comme dans malheureusement beaucoup de cas, les guerres ont permis d’énormes avancées médicales. Effectivement l’industrie prothétique a connu un essor grâce aux personnes
amputées, mutilées …
Tout d’abord la guerre de Sécession (1861-1865) avec 30000 amputés a permis la création de
nombreuses entreprises spécialisés.
Elles étaient soutenues par le gouvernement qui voulait équiper ses vétérans. Mais aussi par la
mobilisation de nombreux vétérans de guerre.
Le gouvernement américains mit en place des aides financières pour venir en aide aux nombreux
amputés des deux Grandes Guerres Mondiales (1ère :30000, 2nd : plusieurs millions) ce qui a permis un
essor très important dans l’industrie prothétique.
Des contrats entre le gouvernement américain, les universités et les grandes entreprises ont permis que
de nouvelles prothèses voient le jour :
- vers 1950 un pied de type SACH (Solid Ankle Cushion Hell) en mousse de néoprène, qui est
plus souple.
- vers 1960 un genou articulé.
- et avant 1970 un genou hydraulique.
On remarque que le principe des première prothèse reste sensiblement le même de nos jours.
Mais une meilleure connaissance du corps humain et l’utilisation de nouveaux matériaux plus
adaptés, car plus léger et plus résistant, permettent de nouvelles avancées.
Il existe même des prothèses pour les animaux (comme par exemple : un bec pour un aigle qui
sans lui ne peut pas se nourrir ou bien une queue artificielle rendu célèbre par Flipper. Les
scientifiques qui ont créé cette prothèse ont inventé aussi un gel de silicone qui a permet plus de
confort et une meilleure fluidité dans l’eau. Ces avancées servent aujourd’hui aux humains.
III. Les prothèses: causes et intégration dans la société
Il existe de nombreux facteurs qui expliquent l’amputation d’une personne :
- L’amputation congénitale se caractérise par l’absence partielle ou totale d’un membre, en effet certaine
personnes sont agénésique c’est-à-dire qu’ils naissent avec l’absence d’une partie du corps.
- D’autres maladies peuvent aussi en être la cause comme des infections de fractures ouvertes, des tumeurs
malignes ou les artérires, qui sont les plus répandu, qui peuvent être provoqués par le diabètes.
- Les accidents domestiques, du travail ou de la route mais aussi les guerres sont aussi à l'originie
d’amputations. Dans ces cas-là les nerfs doivent être réparés après l'amputation et les chirurgiens doivent
amputer à un « bon niveau » ces deux conditions sont nécessaires pour permettre un appareillage dans les
meilleures conditions du patient.
-Le dernier facteur est religieux, effectivement, aujourd'hui certaines sanctions sont encore pratiquées
dans certains cas. La loi de l’islam peut par exemple amputer la main pour les voleurs.
Beaucoup d’amputés disent ressentir leurs membres alors qu’ils ne les ont plus, on parle de "membres
fantômes ». Ils ressentent l’envie de se gratter par exemple mais d’autre ressentent aussi des "douleurs
fantômes ». Ces douleurs peuvent s’expliquer par la proprioception c’est-à-dire à la conscience que l'on a de
son corps, l’image de son propre corps que l’on a quand on ferme les yeux par exemple. Elle occupe une
plus ou moins importante dans le cortex cérébrale qui dépend de la sensibilité de chacun par rapport à ses
organes.
La vie n’est pas adaptée aux personnes avec un handicap mais grâce aux nouvelles technologies beaucoup
de personnes peuvent retrouver leur autonomie comme par exemple avec des prothèses de bain qui sont
étanche (invention de Fredéric Rauch) ou reprendre des activités comme la course grâce aux lames de
carbone.
Les prothèses sont classées en deux catégories : l’appareillage inférieur et l’appareillage supérieur. Il existe
plusieurs types de prothèse, chaque personne choisie sa prothèse en fonction de son corps et de ces désirs.
A : L’appareillage des membres inférieurs dépend de la condition physique, de l’âge, de l’activité souhaitée
et de l’origine de l’amputation. Pour les amputés en bonne conditions physique il y a les prothèses
électroniques. Ces prothèses évoluent sans cesse, il existe des centres de recherche qui compare la marche
d’invalides à celle des valides. Il existe énormément de prothèse de pieds électroniques, ou de genoux
prothétique qui sont réalisées sur mesure (poids, taille du patient) certaines permettent de descendre les
escaliers mais on ne peut que les régler à une vitesse constantes. D'autres prothèses fonctionnent
automatiquement et permettent de changer l’allure de la marche et d'avancer sur des terraines accidentés
grâce à des capteurs. Les personnes avec un moignon assez long peuvent utiliser des prothèses avec des
emboitures sur mesures.
Pour les personnes qui ont une amputation trop haute que l’on ne pouvait pas équiper, mais qui
maintenant pourrons l’être, une nouvelle technique est étudié : l'ostéo-intégration. Elle consiste à implanter
une tige directement dans l’os pour fixer la prothèse mais les infections sont pour l'instant trop fréquentes.
B : Pour l’appareillage des membres supérieurs certaines personnes veulent retrouver de l'indépendances,
de l’autonomie et choisissent donc des prothèses myoelectrique qui sont contrôlées grâce à au moins deux
capteurs connectés au muscles extenseurs et fléchisseurs du moignon, 80% des gestes quotidiens peuvent
être réalisés grâce aux capteurs que la prothèse possède (elle varier seule la pression entre autre pour que
les objets ne tombent pas). Certaines de ses prothèses permettent de retrouver le sens du toucher comme de
différencier une balle de tennis et une orange. D’autres patients n’ont pas une musculature assez
développer ou des terminaisons nerveuses qui sont nécessaires pour les prothèses amovible ou veulent
simplement cacher leur handicap et préfèrent choisir une prothèse esthétique en silicone. Les prothèses
esthétiques peuvent être considéré comme des œuvres d’art, pour la réaliser le prothésiste prend comme
model le membre non accidenté que l’individu possède encore (couleurs formes, taille…) pour créer le
membre manquant avec les mêmes caractéristiques.
Ils existent donc énormément de prothèses différentes certaines peuvent même être contrôlées
par la pensée (la personne doit penser aux gestes qu’elle veut effectuer).
Le remboursement peut aussi être un facteur important au moment de choisir sa prothèse. En France la plupart des prothèses sont remboursés complètement par la sécurité sociale, mais certaines plus avancées
pouvant couter 10 000 euros sont réservé aux personnes ayant des difficultés a utilisées des prothèses
classiques. Les technologies nécessaires pour les différentes prothèses sont surtout mise en place ou d'Asie,
aux Etats Unie ou en Europe. Dans certains pays d’Afrique les moyens sont moindres pour fabriquer ces
prothèses, des associations comme Handicap international permettent de trouver des solutions.
Certaines personnes sont assez fortes, malgré leur handicap elles décident de réaliser leur rêve. C’est le cas
par exemple pour Oscar Pistorius, un athlète sud-africain, qui à cause d’une maladie congénitale, né sans
péroné et à l’âge de 11 mois a dû être amputé sous le genou. Il s’accroche tout de même au sport et grâce à des prothèses des tibias en forme de patte de guépard il a obtenue de nombreuse médaille aux Jeux
paralympique et est devenue le premier invalide a participer et à être médaillé aux Jeux Olympiques. Sa
participation n’a pas été accepté en premier lieu à cause d’un rapport d’expert allemand qui disait qu'il
était avantagé par ces prothèse en fibre de carbone. Mais il a eu gain de cause et pu réaliser son rêve en
participent aux Mondiaux et aux Jeux Olympiques.
L’histoire de Rebekah Marine, la bionic model, est aussi un exemple. Née sans avant-bras droit cette
américaine a réussi à devenir un mannequin grâce à une prothèse myoelectrique et est maintenant connu
dans le milieu de la mode.
Ils sont tous les deux des exemples pour tous les enfants qui ont besoins de prothèse mais aussi pour nous tous.
La prothèse a pour but de redonner une autonomie à la personne, soulager sa douleur, la réinsérer à son
domicile et dans sa vie sociale. Cela est rendu possible grâce aux avancées technologiques qui continuent
de voir le jour. Nous avons été marqués par l’une d’elles. Le 17 aout 2015 Maxence, 6 ans né sans main droite a reçu une prothèse réalisée par une imprimante 3D et est devenu le premier enfant équipé avec ce
modèle de prothèse. Cette réalisation 3D qui rassemble beaucoup de point positif (son prix, sa facilité de
maintenance) et qui permet à Maxence d’enfin pouvoir utiliser sa main. Grâce à cette histoire nous avons
décidé de construire notre propre prothèse 3D et donc de concevoir une structure.