Von der Theorie zur Realität

 

Die Geschichte des Gerätes begann vor mehr als 3 Jahrzehnten. Prof. Dr. Clinton Rubin von der Stony Brook State University of New York verbrachte über 35 Jahre seiner wissenschaftlichen Karriere damit, zu verstehen, wie mechanische Signale den Bewegungsapparat beeinflussen.

 

Knochenschwund betrifft Astronauten aufgrund mangelnder Belastung im Weltraum

Können Astronauten an Osteoporose leiden? Im Prinzip ja, auch wenn es nicht genau die gleiche Form wie die postmenopausale oder altersbedingte Osteoporose ist, die diejenigen von uns betrifft, die nicht im All waren. Die Erfahrung der Astronauten ist die Manifestation von Knochenschwund und abnehmender Knochenmineraldichte, die dadurch verursacht wird, dass sie ihre Knochen im Weltraum nicht belasten können, da keine Schwerkraft vorhanden ist. Dies wurde in Wolffs Gesetz beschrieben – die Grundregel der Orthopädie, die besagt, dass sich der Knochen an das anpasst, was von ihm verlangt wird. Die Knochen der Astronauten erfahren keine Belastungen, während sie im Weltraum schwerelos sind, was zum Verlust der Knochenmineraldichte führt, genau wie bei Osteoporose.

Sogar die NASA unterstützte die Entwicklung dieser Vibrationsbehandlung, da Astronauten Osteoporose bekommen. In einem relativ frühen Stadium und zu Beginn der Raumfahrtmissionen wurde festgestellt, dass Astronauten nach einem längeren Aufenthalt im Weltraum unter abnehmender Muskelmasse und Kraft sowie abnehmender Knochenmasse und Knochenmineraldichte litten. Dies hatte genau die gleichen Folgen, die die Gesundheit älterer Menschen oder von Osteoporose Betroffener gefährden.

 

Diese Probleme wurden in den 80er Jahren erstmals diskutiert und stellten eine große Herausforderung für die Weltraummedizin dar. Die amerikanische Weltraumbehörde NASA übernahm die Verantwortung für die Suche nach einer Lösung, da sie erkannte, dass sie für Astronauten ein ernsthaftes gesundheitliches Problem darstellt. Mit Plänen für die NASA, längere Raumflüge, Reisen zum Mond und sogar Sehenswürdigkeiten, die weiter zum Mars führen, mussten sie eine Lösung finden, um Astronauten, die im Weltraum an Knochenmineraldichte verlieren, zu helfen. Monatelanges Leben mit Schwerelosigkeit war geplant, darunter auch Reisen zur neuen großen Raumstation ISS.

 

Osteoporose – auch ein Problem der Schwerelosigkeit

Weltraummediziner mussten die Astronauten auf eine lange Mission vorbereiten und einen Weg finden, ihre Knochen und Muskeln stark und kraftvoll zu halten. Da die physischen und psychischen Anforderungen an Astronauten bei Weltraummissionen in der Schwerelosigkeit extrem hoch sind, wollten die Ärzte einen nicht-invasiven, drogenfreien Weg zur Stabilisierung ihrer Knochen finden. Dies ist ein wichtiger Aspekt, da Astronauten keine (oder so wenig wie möglich) Medikamente einnehmen sollten. Jede medikamentöse Behandlung kann Nebenwirkungen haben und Risiken mit sich bringen, daher wurde eine natürliche, sichere, risikolose, aber auch wirksame Lösung gesucht.

Astronauten können bis zu 20% Verlust an Knochenmasse oder Knochenmineraldichte pro Jahr erleiden – das entspricht dem Zehnfachen bei ausgeprägter, unbehandelter Osteoporose auf der Erde. Diese hohen Verluste in relativ kurzer Zeit waren besonders beunruhigend. Die Krankheit schreitet bei Astronauten viel schneller voran, so dass ihre Knochen schnell altern.

In diesem Zusammenhang können von Osteoporose betroffene Frauen, die unbehandelt bleiben, innerhalb eines Jahres etwa 1,5% ihrer Knochenmasse im Bereich der Lendenwirbelsäule, in der Hüfte oder im Schenkelhals verlieren. Ein Astronaut hingegen könnte diesen Betrag in einem einzigen Monat verlieren. Das selbst ist ein großes Problem: Aber stellen Sie sich vor, wenn ein Astronaut im Weltraum oder auf dem Mars einen Bein- oder Hüftbruch erlitten hat.

 

Vibrationsbehandlung für Astronauten

Die amerikanische Weltraumbehörde NASA spielte eine entscheidende Rolle bei der Erforschung und Entwicklung von Vibrationen geringer Intensität, die sie als potenziell geeignet erachtete, Astronauten zu helfen, den Knochenverlust im Weltraum zu mildern. Gemeinsam mit führenden Ärzten und Biomechanikern arbeitete ein Team der NASA an dem LiV-Konzept und koordinierte über viele Jahre hinweg erhebliche Forschungsanstrengungen.

Professor Clinton Rubin leitete das NASA Vibe Projekt – offiziell mit dem Titel A Low Intensity Mechanical Countermeasure to Prohibit Osteoporosis in Astronauten During Long-Term Spaceflight » NASA. Diese und andere NASA-Vibrationsstudien zielten darauf ab, das Problem des Verlustes von Knochensubstanz und Muskeln in Experimenten zu überwinden.

Die Erforschung der zellulären Effekte und Mechanismen sollte einen Ansatz für das Problem bieten, der den Zweck des Bewegungsapparates unterstützt – nämlich den Erhalt der Knochensubstanz und die Gewährleistung von Mobilität, Muskelkraft und Gleichgewicht. Die erste Forschung (1990-2000) arbeitete noch mit Tieren (die nicht geschädigt wurden) und konzentrierte sich schnell auf spezifische und niedrigintensive Belastungsreize. Es handelte sich um Bewegungen mit geringer Spitzenbelastung, die sich häufig wiederholten – Reize, die auf Knochen und Muskeln einwirken. Im nächsten Schritt wurde ein Behandlungsgerät entwickelt und die Behandlung am Menschen durchgeführt. Es folgten weitere Untersuchungen, Studien, Verbesserungen und erneute Implementierungen. Ein Prozess über viele Jahre und mit vielen Stufen. Das Ergebnis ist eine Vibrationsplattform, auf der Sie stehen, während sie Reize auf die Knochen überträgt. Diese spezifischen, schwach intensiven Reize aktivieren die Körperzellen und tragen so zum Erhalt und Aufbau von Knochen und Muskeln bei.

 

Vibrationsbehandlung mit Marodyne LiV

Bald stellte sich heraus, dass eine solche Behandlung nicht nur Astronauten, sondern auch älteren Menschen und Osteoporosekranken zugute kommen würde, die ihre Muskelkraft und Knochendichte stärken wollten. Julie Robinson, eine NASA-Wissenschaftlerin am Johnson Space Centre in Houston, ging auf den Punkt, was die reduzierte Knochenmineraldichte betrifft: “Der Erfolg bemannter Forschungsmissionen hängt davon ab, ob Gegenmaßnahmen zur Bewältigung dieser Auswirkungen gefunden werden. Es gibt bedeutende Synergien zwischen der Osteoporoseforschung auf der Erde und den Studien an den Knochen der Astronauten. Die Forschungsfelder ergänzen sich gegenseitig”. (Quelle: www.raumfahrer.net/news).

Die Aussage “Was die Schwerelosigkeit für Astronauten ist, das Alter ist für uns auf der Erde” wurde später bekannt. Hier laufen die Weltraummedizin und die Behandlung mit Vibrationen geringer Intensität zusammen. Die Technologie, die Methoden und die damit verbundenen medizinischen Ergebnisse, die einst für Astronauten entwickelt wurden, wurden immer weiter verfeinert und immer wieder neuen Studien unterzogen. In den letzten 20 Jahren wurde es überarbeitet und verbessert, bis das LiV-Behandlungsgerät, das wir heute sehen, für die allgemeine Medizin und den Heimgebrauch entwickelt wurde.

Mehr Informationen finden Sie hier: NASA Life Sciences Data Archive …