ในทางการแพทย์อวัยวะเทียม ( พหูพจน์ : อวัยวะเทียมหลายชิ้น ; จากภาษากรีกโบราณ : πρόσθεσις , โรมันไนซ์ :  prósthesis , แปลตรงตัวว่า ' ส่วนเพิ่มเติม, การประยุกต์ใช้, การยึดติด' ) ^{[ 1 ]}หรืออวัยวะเทียมฝัง^{[ 2 ] [ 1 ]}คืออุปกรณ์เทียมที่ใช้ทดแทนส่วนของร่างกายที่หายไป ซึ่งอาจสูญเสียไปเนื่องจากอุบัติเหตุทางกายโรค หรือภาวะที่มีมาตั้งแต่กำเนิด ( ความผิดปกติแต่กำเนิด ) อวัยวะเทียมอาจช่วยฟื้นฟูการทำงานปกติของส่วนของร่างกายที่หายไป^{[ 3 ]}หรืออาจทำหน้าที่ด้านความสวยงาม

บุคคลที่ได้รับการตัดแขนขาบางครั้งเรียกว่าผู้พิการแขนขาการฟื้นฟูสมรรถภาพสำหรับผู้ที่ได้รับการตัดแขนขาส่วนใหญ่จะได้รับการประสานงานโดยแพทย์เวชศาสตร์ฟื้นฟูซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีมสหวิชาชีพที่ประกอบด้วยแพทย์เวชศาสตร์ฟื้นฟู ผู้เชี่ยวชาญด้านขาเทียม พยาบาล นักกายภาพบำบัด และนักกิจกรรมบำบัด^{[ 4 ]}ขาเทียมสามารถสร้างได้ด้วยมือหรือด้วยการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์ที่ช่วยให้ผู้สร้างออกแบบและวิเคราะห์การสร้างด้วย กราฟิก 2 มิติและ3 มิติ ที่สร้างโดยคอมพิวเตอร์ รวมถึงเครื่องมือวิเคราะห์และเพิ่มประสิทธิภาพ^{[ 5 ]}

อุปกรณ์เทียมสำหรับบุคคลควรได้รับการออกแบบและประกอบให้ตรงกับความต้องการด้านรูปลักษณ์และการใช้งานเฉพาะบุคคล ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ส่วนบุคคล โรคประจำตัว งบประมาณ หรือความคุ้มครองจากประกันสุขภาพ และการเข้าถึงการดูแลทางการแพทย์ การตัดสินใจอาจต้องคำนึงถึงความสวยงามและการใช้งานควบคู่กันไป นอกจากนี้ สำหรับบางคน อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากกล้ามเนื้อ อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากร่างกาย หรืออุปกรณ์ที่ใช้เฉพาะกิจกรรม อาจเป็นตัวเลือกที่เหมาะสม เป้าหมายในอนาคต ความใฝ่ฝันด้านอาชีพ และศักยภาพของบุคคลนั้น อาจช่วยให้พวกเขาเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมได้

อุปกรณ์เทียมบริเวณใบหน้าและกะโหลกศีรษะ ประกอบด้วยอุปกรณ์เทียมภายในช่องปากและอุปกรณ์เทียมภายนอกช่องปาก อุปกรณ์เทียมภายนอกช่องปากแบ่งย่อยออกเป็นอุปกรณ์เทียมครึ่งใบหน้า อุปกรณ์เทียมหู อุปกรณ์เทียมจมูก อุปกรณ์เทียม เบ้าตา และอุปกรณ์เทียมตา ส่วนอุปกรณ์ เทียมภายในช่องปาก ได้แก่อุปกรณ์เทียมทางทันตกรรมเช่นฟันปลอมอุปกรณ์ปิดช่องว่าง ในช่องปาก และรากฟันเทียม

อวัยวะเทียมบริเวณคอ ได้แก่ อวัยวะทดแทนกล่องเสียงอวัยวะทดแทน หลอดลม และ อวัยวะ ทดแทน หลอดอาหาร ส่วนบน

อวัยวะเทียมบริเวณลำตัวบางชนิด ได้แก่อวัยวะเทียมเต้านมซึ่งอาจเป็นแบบข้างเดียวหรือสองข้าง อวัยวะเทียมเต้านมแบบเต็ม หรืออวัยวะ เทียมหัวนม

อวัยวะเทียมในอวัยวะเพศชายใช้ในการรักษาภาวะหย่อนสมรรถภาพทางเพศ การ ผ่าตัดเสริมอวัยวะเพศในผู้ชาย และการสร้างอวัยวะเพศใหม่ในการผ่าตัดแปลงเพศจากหญิงเป็นชาย

อุปกรณ์เทียม แขนขาประกอบด้วยอุปกรณ์เทียมแขนขาทั้งส่วนบนและส่วนล่าง

แขนเทียมส่วนบนใช้ในระดับการตัดแขนที่แตกต่างกัน ได้แก่ การตัดแขนท่อนบน การตัดข้อไหล่ แขนเทียมเหนือข้อศอก แขนเทียมเหนือปลายแขน การตัดข้อข้อมือ มือทั้งมือ มือบางส่วน นิ้ว และนิ้วบางส่วน แขนเทียมเหนือปลายแขนเป็นแขนเทียมที่ใช้ทดแทนแขนที่ขาดหายไปใต้ข้อศอก

แขนเทียมส่วนบนสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลัก ได้แก่ อุปกรณ์แบบพาสซีฟ อุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากร่างกาย และอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากภายนอก (ไมโออิเล็กทริก) อุปกรณ์แบบพาสซีฟอาจเป็นมือแบบพาสซีฟ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อความสวยงาม หรือเครื่องมือแบบพาสซีฟ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับกิจกรรมเฉพาะ (เช่น การพักผ่อนหรือการประกอบอาชีพ) สามารถดูภาพรวมและการจำแนกประเภทของอุปกรณ์แบบพาสซีฟได้อย่างละเอียดในบทความวิจัยของ Maat et al. ^{[ 6 ]}อุปกรณ์แบบพาสซีฟอาจเป็นแบบคงที่ หมายความว่าอุปกรณ์ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้ หรืออาจเป็นแบบปรับได้ หมายความว่าสามารถปรับการกำหนดค่าได้ (เช่น การเปิดมือที่ปรับได้) แม้จะไม่มีการจับยึดแบบแอคทีฟ อุปกรณ์แบบพาสซีฟก็มีประโยชน์มากในงานที่ต้องใช้มือทั้งสองข้างซึ่งต้องมีการยึดหรือรองรับวัตถุ หรือสำหรับการแสดงท่าทางในการปฏิสัมพันธ์ทางสังคม จากข้อมูลทางวิทยาศาสตร์พบว่าหนึ่งในสามของผู้ที่ถูกตัดแขนขาช่วงบนทั่วโลกใช้มือเทียมแบบพาสซีฟ^{[ 6 ]}แขนเทียมที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากร่างกายหรือแบบใช้สายเคเบิลทำงานโดยการติดสายรัดและสายเคเบิลรอบไหล่ด้านตรงข้ามของแขนที่ได้รับบาดเจ็บ แนวทางการใช้พลังงานจากร่างกายล่าสุดได้สำรวจการใช้การหายใจของผู้ใช้เพื่อขับเคลื่อนและควบคุมมือเทียมเพื่อช่วยขจัดสายเคเบิลและสายรัดในการทำงาน^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}อุปกรณ์เทียมประเภทที่สามที่มีอยู่ประกอบด้วยแขนเทียมแบบไมโออิเล็กทริก อุปกรณ์ประเภทนี้แตกต่างจากอุปกรณ์ก่อนหน้าเนื่องจากมีระบบแบตเตอรี่ แบตเตอรี่นี้ทำหน้าที่สองอย่างคือให้พลังงานสำหรับทั้งส่วนประกอบการทำงานและการตรวจจับ ในขณะที่การทำงานส่วนใหญ่อาศัยระบบมอเตอร์หรือระบบนิวแมติก^{[ 10 ]}มีการสำรวจวิธีการแก้ปัญหาที่หลากหลายสำหรับการจับกิจกรรมของกล้ามเนื้อ รวมถึงเทคนิคต่างๆ เช่นอิเล็กโทรไมโอแกรมโซโนไมโอแกรม ไมโอคิเนติก และอื่นๆ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}วิธีการเหล่านี้ทำงานโดยการตรวจจับกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กที่เกิดจากกล้ามเนื้อที่หดตัวระหว่าง การเคลื่อนไหว ของแขนส่วนบนโดยทั่วไปจะใช้อิเล็กโทรดหรือเครื่องมืออื่นๆ ที่เหมาะสม จากนั้น สัญญาณที่ได้รับเหล่านี้จะถูกแปลงเป็นรูปแบบการจับหรือท่าทางที่มือเทียมจะปฏิบัติตาม

ในอุตสาหกรรมการผลิตแขนเทียม แขนเทียมแบบทรานส์เรเดียล มักถูกเรียกว่า "BE" หรือแขนเทียมใต้ข้อศอก

อวัยวะเทียมส่วนล่างใช้ทดแทนอวัยวะที่ถูกตัดขาดในระดับต่างๆ ได้แก่การตัดข้อสะโพก อวัยวะเทียมเหนือกระดูกต้นขา อวัยวะเทียมเหนือข้อเข่า อวัยวะเทียมเหนือกระดูกหน้าแข้ง การตัดขาแบบไซม์ การตัดเท้า การตัดเท้าบางส่วน และการตัดนิ้วเท้า อวัยวะเทียมส่วนล่างแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก คือ อวัยวะเทียมเหนือกระดูกหน้าแข้ง (การตัดขาที่ตัดผ่านกระดูกหน้าแข้ง หรือความผิดปกติแต่กำเนิดที่ทำให้กระดูกหน้าแข้งขาด) และอวัยวะเทียมเหนือกระดูกต้นขา (การตัดขาที่ตัดผ่านกระดูกต้นขา หรือความผิดปกติแต่กำเนิดที่ทำให้กระดูกต้นขาขาด)

ขาเทียมเหนือเข่าเป็นขาเทียมที่ใช้ทดแทนขาที่ขาดหายไปเหนือเข่า ผู้ที่ถูกตัดขาเหนือเข่าอาจประสบปัญหาอย่างมากในการกลับมาเคลื่อนไหวได้ตามปกติ โดยทั่วไปแล้ว ผู้ที่ถูกตัดขาเหนือเข่าต้องใช้พลังงานในการเดินมากกว่าคนที่มีขาครบสองข้างประมาณ 80% ^{[ 14 ]}ทั้งนี้เนื่องจากความซับซ้อนในการเคลื่อนไหวที่เกี่ยวข้องกับเข่า ในการออกแบบที่ใหม่กว่าและได้รับการปรับปรุงแล้ว มีการใช้ระบบไฮดรอลิก คาร์บอนไฟเบอร์ กลไกเชื่อมต่อ มอเตอร์ ไมโครโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ และการผสมผสานนวัตกรรมของเทคโนโลยีเหล่านี้เพื่อให้ผู้ใช้ควบคุมได้มากขึ้น ในอุตสาหกรรมขาเทียม ขาเทียมเหนือเข่ามักถูกเรียกว่า "AK" หรือขาเทียมเหนือเข่า

ขาเทียมแบบตัดใต้เข่า คือขาเทียมที่ใช้ทดแทนขาที่ขาดหายไปใต้เข่า ผู้ที่ถูกตัดขาใต้เข่ามักจะสามารถกลับมาเคลื่อนไหวได้ตามปกติได้ง่ายกว่าผู้ที่ถูกตัดขาเหนือเข่า เนื่องจากยังคงมีเข่าอยู่ ทำให้เคลื่อนไหวได้ง่ายขึ้น ขาเทียมส่วนล่างหมายถึงขาเทียมที่ใช้ทดแทนขาที่ขาดหายไปในระดับสะโพกหรือต่ำกว่า ในวงการขาเทียม ขาเทียมแบบตัดใต้เข่ามักถูกเรียกว่า "BK" หรือขาเทียมใต้เข่า

ขาเทียมจะถูกผลิตและติดตั้งโดยผู้เชี่ยวชาญด้านขาเทียมทางคลินิก ผู้เชี่ยวชาญด้านขาเทียมเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการดูแลสุขภาพที่รับผิดชอบในการผลิต ติดตั้ง และปรับแต่งขาเทียม และสำหรับขาเทียมส่วนล่าง พวกเขาจะประเมินทั้งการเดินและการจัดแนวขาเทียม เมื่อขาเทียมได้รับการติดตั้งและปรับแต่งโดยผู้เชี่ยวชาญด้านขาเทียมแล้ว นักกายภาพบำบัดฟื้นฟู (หรือที่เรียกว่านักกายภาพบำบัดในอเมริกา) จะช่วยสอนผู้ใช้ขาเทียมรายใหม่ให้เดินด้วยขาเทียม ในการทำเช่นนั้น นักกายภาพบำบัดอาจให้คำแนะนำด้วยวาจาและอาจช่วยแนะนำบุคคลนั้นโดยใช้การสัมผัสหรือสัญญาณสัมผัส ซึ่งอาจทำได้ในคลินิกหรือที่บ้าน มีงานวิจัยบางชิ้นที่ชี้ให้เห็นว่าการฝึกอบรมดังกล่าวที่บ้านอาจประสบความสำเร็จมากขึ้นหากการรักษารวมถึงการใช้ลู่วิ่ง^{[ 15 ]}การใช้ลู่วิ่งควบคู่ไปกับการรักษาทางกายภาพบำบัดช่วยให้บุคคลนั้นได้สัมผัสกับความท้าทายหลายอย่างของการเดินด้วยขาเทียม

ในสหราชอาณาจักร ร้อยละ 75 ของการตัดขาเกิดจากการไหลเวียนโลหิต ไม่เพียงพอ (ภาวะหลอดเลือดผิดปกติ) ^{[ 16 ]}ภาวะนี้มักเกี่ยวข้องกับโรคอื่นๆ หลายอย่าง ( โรคร่วม ) รวมถึงโรคเบาหวานและโรคหัวใจซึ่งอาจทำให้การฟื้นตัวและการใช้ขาเทียมเพื่อฟื้นฟูการเคลื่อนไหวและความเป็นอิสระเป็นเรื่องยาก^{[ 16 ]}สำหรับผู้ที่มีการไหลเวียนโลหิตไม่เพียงพอและสูญเสียขาไปแล้ว หลักฐานไม่เพียงพอเนื่องจากขาดการวิจัยที่จะแจ้งให้พวกเขาทราบเกี่ยวกับทางเลือกของวิธีการฟื้นฟูด้วยขาเทียม^{[ 16 ]}

โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์เทียมสำหรับขาจะถูกแบ่งประเภทตามระดับการตัดขาหรือตามชื่อของศัลยแพทย์: ^{[ 17 ] [ 18 ]}

• เหนือเข่า (Transfemoral)
• การผ่าตัดใต้เข่า (Transtibial)
• การตัดข้อเท้า (หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า การตัดข้อเท้าแบบไซม์)
• การตัดข้อเข่าออก(ดูเพิ่มเติมที่การผ่าตัดเปลี่ยนข้อเข่า )
• การตัดข้อสะโพก(ดูเพิ่มเติมที่การผ่าตัดเปลี่ยนข้อสะโพก )
• การผ่าตัดครึ่งเชิงกราน
• การตัดเท้าบางส่วน (Pirogoff, Talo-Navicular และ Calcaneo-cuboid (Chopart), Tarso-metatarsal (Lisfranc), Trans-metatarsal, Metatarsal-phalangeal, การตัด Ray, การตัดนิ้วเท้า) ^{[ 18 ]}
• การผ่าตัดหมุนแบบแวนเนส

ขาเทียมถูกผลิตให้มีน้ำหนักเบาเพื่อความสะดวกสบายยิ่งขึ้นสำหรับผู้ที่สูญเสียแขนขา วัสดุที่ใช้ในการผลิตบางส่วนได้แก่:

• พลาสติก:
  • โพลีเอทิลีน
  • โพลีโพรพีลีน
  • อะคริลิก
  • โพลียูรีเทน
• ไม้ (วัสดุทำขาเทียมยุคแรก)
• ยาง (อุปกรณ์เทียมยุคแรก)
• โลหะน้ำหนักเบา:
  • อะลูมิเนียม
• วัสดุผสม:
  • โพลิเมอร์เสริมแรงด้วยเส้นใยคาร์บอน^{[ 3 ]}

ขาเทียมแบบมีล้อยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการฟื้นฟูสัตว์เลี้ยงที่ได้รับบาดเจ็บ รวมถึงสุนัข^{[ 19 ]}แมว หมู กระต่าย และเต่า^{[ 20 ]}

อวัยวะเทียม ได้แก่หัวใจเทียมและไต เทียม

อวัยวะเทียมมีต้นกำเนิดมาจากตะวันออกใกล้โบราณราว 3000 ปีก่อนคริสตกาล โดยหลักฐานที่เก่าแก่ที่สุดของอวัยวะเทียมปรากฏในอียิปต์และอิหร่าน โบราณ การกล่าวถึงอวัยวะเทียมตาที่บันทึกไว้ครั้งแรกมาจากเรื่องราวของดวงตาแห่งฮอรัส ของชาวอียิปต์ ซึ่งมีอายุราว 3000 ปีก่อนคริสตกาล ซึ่งเกี่ยวข้องกับดวงตาข้างซ้ายของฮอรัสที่ถูกควักออกแล้วได้รับการบูรณะโดยเทพธอธหลักฐานทางโบราณคดีที่เก่าแก่ที่สุดของอวัยวะเทียมพบในอิหร่านโบราณราว 3000-2800 ปีก่อนคริสตกาล โดยพบอวัยวะเทียมตาฝังอยู่กับผู้หญิงคนหนึ่งในเมืองชาร์-อิ โชคตาซึ่งน่าจะทำจากยางมะตอยที่เคลือบด้วยทองคำบางๆ^{[ 22 ]}ชาวอียิปต์ยังเป็นผู้บุกเบิกอวัยวะเทียมเท้าในยุคแรกๆ ดังที่แสดงให้เห็นโดยนิ้วเท้าไม้ที่พบในร่างกายจากยุคราชอาณาจักรใหม่ราว 1000 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 23 ]}มีการกล่าวถึงข้อความในยุคแรกๆ อีกครั้งในเอเชียใต้ ราว 1200 ปีก่อน คริสตกาลซึ่งเกี่ยวข้องกับราชินีนักรบวิษณุในฤคเวท^{[ 24 ]} นอกจากนี้ยังพบ มงกุฎทองสัมฤทธิ์ของโรมันแต่การใช้งานอาจเน้นด้านความสวยงามมากกว่าด้านการแพทย์^{[ 25 ]}

การกล่าวถึงขาเทียมในยุคแรกมาจากนักประวัติศาสตร์ชาวกรีกเฮโรโดตัสซึ่งเล่าเรื่องของเฮเกซิสตราตัสนักพยากรณ์ชาวกรีกที่ตัดเท้าของตัวเองเพื่อหนี ผู้จับกุมชาว สปาร์ตาและแทนที่ด้วยขาเทียมไม้^{[ 26 ]}

พลินีผู้เฒ่ายังบันทึกเรื่องราวของแม่ทัพโรมันมาร์คัส เซอร์จิอุสซึ่งมือขวาถูกตัดขาดระหว่างการรบ และได้ ทำ มือเหล็กขึ้นมาเพื่อใช้ถือโล่เพื่อให้เขาสามารถกลับไปรบได้ แขนเทียมที่มีชื่อเสียงและประณีตมาก^{[ 28 ]}ในประวัติศาสตร์คือแขนเทียมของเกิทซ์ ฟอน เบอร์ลิชิงเงนซึ่งสร้างขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 16 อย่างไรก็ตาม การใช้งานอุปกรณ์เทียมที่ได้รับการยืนยันครั้งแรกนั้นอยู่ในช่วง 950 ถึง 710 ปีก่อนคริสตกาล ในปี 2000 นักพยาธิวิทยาด้านการวิจัยได้ค้นพบมัมมี่จากช่วงเวลานี้ที่ฝังอยู่ในสุสานอียิปต์ใกล้เมืองธีบส์โบราณ ซึ่งมีนิ้วเท้าเทียม นิ้วเท้าเทียมนี้ทำจากไม้และหนัง และแสดงหลักฐานการใช้งาน เมื่อวิศวกรชีวกลศาสตร์สร้างขึ้นใหม่ในปี 2011 นักวิจัยพบว่าอุปกรณ์เทียมโบราณนี้ช่วยให้ผู้สวมใส่สามารถเดินได้ทั้งเท้าเปล่าและสวมรองเท้าแตะแบบอียิปต์ ก่อนหน้านี้ อุปกรณ์เทียมที่เก่าแก่ที่สุดที่ค้นพบคือขาเทียมจากเมืองคาปัว^{[ 29 ]}

ในเวลาเดียวกันนั้น มีรายงานว่า François de la Noueก็มีมือเหล็กเช่นกัน เช่นเดียวกับRené-Robert Cavalier de la Salleใน ศตวรรษที่ 17 ^{[ 30 ]} Henri de Tontiมีมือเทียมเป็นตะขอ ในช่วงยุคกลาง อุปกรณ์เทียมยังคงมีรูปแบบพื้นฐานมาก อัศวินที่อ่อนแอจะได้รับการติดตั้งอุปกรณ์เทียมเพื่อให้พวกเขาสามารถถือโล่ จับหอกหรือดาบ หรือช่วยพยุงนักรบที่ขี่ม้าได้^{[ 31 ]}มีเพียงคนร่ำรวยเท่านั้นที่สามารถซื้ออุปกรณ์ที่ช่วยในชีวิตประจำวันได้^{[ 32 ]}

อวัยวะเทียมที่โดดเด่นอย่างหนึ่งคืออวัยวะเทียมของชายชาวอิตาลีคนหนึ่ง ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าเขาใช้มีดแทนมือขวาที่ถูกตัดขาด^{[ 33 ] [ 34 ]}นักวิทยาศาสตร์ที่ตรวจสอบโครงกระดูกซึ่งพบใน สุสานของชาว ลองโกบาร์ดในเมืองโปเวกลิอาโน เวโรเนเซ ประเมินว่าชายคนนี้มีชีวิตอยู่ระหว่างศตวรรษที่ 6 ถึง 8 ^{[ 35 ] [ 34 ]}วัสดุที่พบใกล้กับร่างกายของชายคนนี้บ่งชี้ว่าอวัยวะเทียมมีดนั้นติดอยู่กับสายหนัง ซึ่งเขาใช้ฟันกัดเพื่อรัดให้แน่นซ้ำๆ^{[ 35 ]}

ในช่วงยุคเรเนสซองส์ อุปกรณ์เทียมได้รับการพัฒนาโดยใช้เหล็ก เหล็กกล้า ทองแดง และไม้ อุปกรณ์เทียมที่ใช้งานได้เริ่มปรากฏขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1500 ^{[ 36 ]}

ศัลยแพทย์ชาวอิตาลีบันทึกการมีอยู่ของผู้พิการแขนขาที่มีแขนข้างหนึ่งที่ช่วยให้เขาสามารถถอดหมวก เปิดกระเป๋า และเซ็นชื่อได้^{[ 37 ]}การพัฒนาด้านการผ่าตัดตัดแขนขาและการออกแบบขาเทียมเกิดขึ้นจากฝีมือของAmbroise Paréสิ่งประดิษฐ์ของเขารวมถึงอุปกรณ์เหนือเข่าซึ่งเป็นขาเทียมแบบง อเข่า และเท้าเทียมที่มีตำแหน่งคงที่ สายรัดปรับได้ และระบบควบคุมการล็อกเข่า การทำงานของความก้าวหน้าของเขาแสดงให้เห็นว่าขาเทียมในอนาคตสามารถพัฒนาไปได้อย่างไร

การพัฒนาที่สำคัญอื่นๆ ก่อนยุคสมัยใหม่:

• Pieter Verduyn  – ขาเทียมใต้เข่าแบบไม่ล็อกตัวแรก
• เจมส์ พอตต์ส  – ขาเทียมที่ทำจากไม้ ประกอบด้วยส่วนลำตัวและเบ้า ข้อเข่าทำจากเหล็ก และเท้าที่สามารถขยับได้ ซึ่งควบคุมด้วยเอ็นจากลำไส้สัตว์จากข้อเข่าถึงข้อเท้า ต่อมาเป็นที่รู้จักกันในชื่อ "ขาแองเกิลซีย์" หรือ "ขาเซลโฟ"
• เซอร์เจมส์ ไซม์  – วิธีการใหม่ในการตัดข้อเท้าที่ไม่ต้องตัดต้นขา
• เบน จามิน พาล์มเมอร์  – ปรับปรุงขาเทียมรุ่นเซลโฟให้ดียิ่งขึ้น เพิ่มสปริงด้านหน้าและซ่อนเอ็นเพื่อจำลองการเคลื่อนไหวที่ดูเป็นธรรมชาติ
• Dubois Parmlee  – สร้างขาเทียมที่มีเบ้าดูด, ข้อเข่าแบบหลายจุดศูนย์กลาง และเท้าแบบหลายข้อต่อ
• Marcel DesoutterและCharles Desoutter  – อุปกรณ์เทียมอะลูมิเนียมชิ้นแรก^{[ 38 ]}
• เฮนรี เฮเธอร์ บิกก์ และเฮนรี โรเบิร์ต เฮเธอร์ บิกก์ บุตรชายของเขา ได้รับคำสั่งจากพระราชินีให้จัดหา "เครื่องมือผ่าตัด" ให้กับทหารที่ได้รับบาดเจ็บหลังสงครามไครเมีย พวกเขาพัฒนาแขนเทียมที่ช่วยให้ผู้ที่ถูกตัดแขนทั้งสองข้างสามารถถักโครเชต์ได้ และมือที่ให้ความรู้สึกเป็นธรรมชาติเหมือนมือของคนอื่น ๆ โดยอิงจากงาช้าง สักหลาด และหนัง^{[ 39 ]}

เมื่อสงครามโลกครั้งที่สองสิ้นสุดลง สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (NAS) เริ่มสนับสนุนการวิจัยและพัฒนาด้านอวัยวะเทียมให้ดียิ่งขึ้น โดยได้รับการสนับสนุนด้านเงินทุนจากรัฐบาล โครงการวิจัยและพัฒนาจึงถูกพัฒนาขึ้นภายในกองทัพบก กองทัพเรือ กองทัพอากาศ และสำนักงานกิจการทหารผ่านศึก

หลังสงครามโลกครั้งที่สอง ทีมงานที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ซึ่งรวมถึงJames Foortและ CW Radcliff ได้ช่วยพัฒนาเบ้าสี่เหลี่ยมโดยการพัฒนาระบบการติดตั้งจิ๊กสำหรับการตัดแขนขาเหนือเข่า เทคโนโลยีเบ้าสำหรับแขนขาส่วนล่างมีการปฏิวัติอีกครั้งในช่วงทศวรรษ 1980 เมื่อ John Sabolich CPO ได้คิดค้นเบ้าแบบ Contoured Adducted Trochanteric-Controlled Alignment Method (CATCAM) ซึ่งต่อมาได้พัฒนาเป็นเบ้า Sabolich เขาได้เดินตามแนวทางของ Ivan Long และ Ossur Christensen ในการพัฒนาทางเลือกอื่นนอกเหนือจากเบ้าสี่เหลี่ยม ซึ่งต่อมาได้พัฒนาเป็นเบ้าแบบปลั๊กปลายเปิดที่ทำจากไม้^{[ 40 ]}ความก้าวหน้านี้เกิดจากความแตกต่างในแบบจำลองการสัมผัสระหว่างเบ้ากับผู้ป่วย ก่อนหน้านี้ เบ้าถูกทำขึ้นในรูปทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัสโดยไม่มีการกักเก็บเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อโดยเฉพาะ การออกแบบใหม่จึงช่วยล็อกโครงสร้างกระดูกให้อยู่กับที่ และกระจายน้ำหนักอย่างสม่ำเสมอทั่วแขนขาที่มีอยู่ รวมถึงกล้ามเนื้อของผู้ป่วยด้วย การล็อกกระดูกเชิงกรานเป็นที่รู้จักกันดีและนักกายอุปกรณ์หลายคนใช้ในปัจจุบันเพื่อช่วยในการดูแลผู้ป่วย ดังนั้นจึงมีเบ้ากระดูกเชิงกรานหลายแบบ และแต่ละเบ้าได้รับการออกแบบให้เหมาะสมกับความต้องการเฉพาะของผู้ป่วย บุคคลอื่นๆ ที่มีส่วนร่วมในการพัฒนาและเปลี่ยนแปลงเบ้าตลอดหลายปีที่ผ่านมา ได้แก่ Tim Staats, Chris Hoyt และ Frank Gottschalk Gottschalk โต้แย้งประสิทธิภาพของเบ้า CAT-CAM โดยยืนยันว่าขั้นตอนการผ่าตัดที่ศัลยแพทย์ผู้ทำการตัดแขนขาทำนั้นมีความสำคัญที่สุดในการเตรียมผู้ป่วยให้พร้อมสำหรับการใช้งานขาเทียมที่ดี ไม่ว่าจะเป็นเบ้าแบบใดก็ตาม^{[ 41 ]}

ข้อเข่าเทียมที่ควบคุมด้วยไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นแรกเริ่มวางจำหน่ายในช่วงต้นทศวรรษ 1990 ข้อเข่าเทียมอัจฉริยะ (Intelligent Prosthesis) เป็นข้อเข่าเทียมที่ควบคุมด้วยไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นแรกที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ บริษัท Chas. A. Blatchford & Sons, Ltd. แห่งสหราชอาณาจักร เป็นผู้เปิดตัวในปี 1993 และทำให้การเดินด้วยข้อเข่าเทียมรู้สึกและดูเป็นธรรมชาติมากขึ้น^{[ 42 ]}รุ่นที่ได้รับการปรับปรุงแล้วถูกเปิดตัวในปี 1995 ในชื่อ Intelligent Prosthesis Plus Blatchford ได้เปิดตัวข้อเข่าเทียมอีกรุ่นหนึ่งคือ Adaptive Prosthesis ในปี 1998 Adaptive Prosthesis ใช้การควบคุมไฮดรอลิก การควบคุมนิวแมติก และไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อให้ผู้ที่ถูกตัดขาเดินได้ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงความเร็วในการเดินได้ดียิ่งขึ้น การวิเคราะห์ต้นทุนเผยให้เห็นว่าข้อเข่าเทียมที่ซับซ้อนเหนือเข่าจะมีราคาประมาณ 1 ล้านดอลลาร์ในอีก 45 ปีข้างหน้า โดยพิจารณาเฉพาะการปรับค่าครองชีพรายปีเท่านั้น^{[ 43 ]}

ในปี 2019 โครงการภายใต้ AT2030 ได้เริ่มต้นขึ้น โดยผลิตซ็อกเก็ตแบบสั่งทำพิเศษโดยใช้เทอร์โมพลาสติก แทนที่จะใช้การหล่อปูนปลาสเตอร์ ซึ่งทำได้เร็วกว่าและมีราคาถูกกว่ามาก ซ็อกเก็ตเหล่านี้เรียกว่าซ็อกเก็ต Amparo Confidence ^{[ 44 ] [ 45 ]}

ในปี 2548 DARPAได้เริ่มโครงการ Revolutionizing Prosthetics ^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ]}ตามที่ DARPA ระบุ เป้าหมายของโครงการมูลค่า 100 ล้านดอลลาร์คือ "การพัฒนาแขนเทียมแบบอิเล็กโทรเมคานิกส์ขั้นสูงที่มีการควบคุมใกล้เคียงกับธรรมชาติ ซึ่งจะช่วยเพิ่มความเป็นอิสระและคุณภาพชีวิตของผู้พิการแขนขาได้อย่างมาก" ^{[ 52 ] [ 53 ] ใน} ปี 2557 แขน LUKE ที่พัฒนาโดยDean Kamenและทีมงานของเขาที่DEKA Research and Development Corp.กลายเป็นแขนเทียมตัวแรกที่ได้รับการอนุมัติจากFDAซึ่ง "แปลงสัญญาณจากกล้ามเนื้อของบุคคลเพื่อปฏิบัติงานที่ซับซ้อน" ตามที่ FDA ระบุ^{[ 53 ] [ 54 ]}มหาวิทยาลัย Johns Hopkinsและกระทรวงกิจการทหารผ่านศึกของสหรัฐอเมริกาก็ได้เข้าร่วมในโครงการนี้ด้วย^{[ 53 ] [ 55 ]}

มีหลายขั้นตอนในการวิวัฒนาการของแนวโน้มการออกแบบขาเทียมที่ก้าวหน้าไปตามกาลเวลา แนวโน้มการออกแบบหลายอย่างชี้ไปที่วัสดุที่เบา ทนทาน และยืดหยุ่นมากขึ้น เช่น คาร์บอนไฟเบอร์ ซิลิโคน และโพลิเมอร์ขั้นสูง วัสดุเหล่านี้ไม่เพียงแต่ทำให้ขาเทียมเบาและทนทานมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยให้เลียนแบบรูปลักษณ์และความรู้สึกของผิวหนังตามธรรมชาติ ทำให้ผู้ใช้ได้รับประสบการณ์ที่สะดวกสบายและเป็นธรรมชาติมากขึ้น^{[ 56 ]}เทคโนโลยีใหม่นี้ช่วยให้ผู้ใช้ขาเทียมกลมกลืนกับผู้ที่มีเอ็นปกติเพื่อลดการตีตราสำหรับผู้ที่สวมขาเทียม แนวโน้มอีกประการหนึ่งชี้ไปที่การใช้ไบโอนิกส์และส่วนประกอบไมโออิเล็กทริกในการออกแบบขาเทียม ขาเทียมเหล่านี้ใช้เซ็นเซอร์เพื่อตรวจจับสัญญาณไฟฟ้าจากกล้ามเนื้อที่เหลืออยู่ของผู้ใช้ จากนั้นสัญญาณจะถูกแปลงเป็นการเคลื่อนไหว ทำให้ผู้ใช้สามารถควบคุมขาเทียมโดยใช้การหดตัวของกล้ามเนื้อของตนเอง สิ่งนี้ได้ปรับปรุงช่วงและความลื่นไหลของการเคลื่อนไหวที่มีให้แก่ผู้พิการแขนขาอย่างมาก ทำให้งานต่างๆ เช่น การจับวัตถุหรือการเดินอย่างเป็นธรรมชาติเป็นไปได้มากขึ้น^{[ 56 ]}การบูรณาการกับ AI ยังเป็นสิ่งสำคัญในการออกแบบแขนขาเทียม แขนขาเทียมที่ใช้ AI สามารถเรียนรู้และปรับตัวให้เข้ากับพฤติกรรมและความชอบของผู้ใช้ได้เมื่อเวลาผ่านไป ทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เหมาะสมที่สุด ด้วยการวิเคราะห์การเดิน การจับ และการเคลื่อนไหวอื่นๆ ของผู้ใช้ แขนขาเทียมอัจฉริยะเหล่านี้สามารถปรับเปลี่ยนแบบเรียลไทม์ ทำให้การเคลื่อนไหวราบรื่นและเป็นธรรมชาติมากขึ้น^{[ 56 ]}

อวัยวะเทียมคืออุปกรณ์ที่ใช้ทดแทนอวัยวะที่ถูกตัดขาด อวัยวะที่ผิดรูปแต่กำเนิด หรืออวัยวะที่ขาดหายไปผู้เชี่ยวชาญด้านอวัยวะเทียมมีหน้าที่ในการสั่งตัด ออกแบบ และดูแลรักษาอุปกรณ์อวัยวะเทียม

ในกรณีส่วนใหญ่ ช่างทำขาเทียมจะเริ่มต้นด้วยการทำแบบหล่อปูนปลาสเตอร์ของแขนขาข้างที่ได้รับผลกระทบของผู้ป่วย จากนั้นจึงขึ้นรูปเทอร์โมพลาสติกที่มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูงตามแบบจำลองของผู้ป่วย วัสดุที่ทันสมัย ​​เช่น คาร์บอนไฟเบอร์ ไทเทเนียม และเคฟลาร์ ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความทนทาน ในขณะเดียวกันก็ทำให้ขาเทียมใหม่มีน้ำหนักเบาขึ้น ขาเทียมที่ซับซ้อนกว่านั้นจะติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง ซึ่งช่วยเพิ่มความเสถียรและการควบคุม^{[ 57 ]}

ตลอดหลายปีที่ผ่านมา มีความก้าวหน้าในด้านแขนขาเทียม พลาสติกและวัสดุอื่นๆ เช่นคาร์บอนไฟเบอร์ทำให้แขนขาเทียมแข็งแรงและเบาขึ้น ซึ่งช่วยลดปริมาณพลังงานเพิ่มเติมที่จำเป็นในการใช้งานแขนขาเทียม สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่ถูกตัดแขนขาเหนือเข่า วัสดุเพิ่มเติมทำให้แขนขาเทียมดูสมจริงมากขึ้น ซึ่งมีความสำคัญต่อผู้ที่ถูกตัดแขนขาใต้เข่าและเหนือเข่า เนื่องจากพวกเขามีแนวโน้มที่จะเห็นแขนขาเทียมมากกว่า^{[ 58 ]}

นอกจากวัสดุใหม่แล้ว การใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยังกลายเป็นเรื่องปกติมากในแขนขาเทียม แขนขาเทียมแบบไมโออิเล็กทริก ซึ่งควบคุมแขนขาโดยการแปลงการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อเป็นสัญญาณไฟฟ้า ได้รับความนิยมมากกว่าแขนขาเทียมแบบใช้สายเคเบิลมาก สัญญาณไมโออิเล็กทริกจะถูกรับโดยอิเล็กโทรด สัญญาณจะถูกรวมเข้าด้วยกัน และเมื่อเกินเกณฑ์ที่กำหนด สัญญาณควบคุมแขนขาเทียมจะถูกกระตุ้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการควบคุมด้วยไมโออิเล็กทริกทั้งหมดจึงมีความล่าช้า ในทางกลับกัน การควบคุมด้วยสายเคเบิลนั้นรวดเร็วและเป็นรูปธรรม และด้วยเหตุนี้จึงให้การตอบสนองแรงโดยตรงในระดับหนึ่งซึ่งการควบคุมด้วยไมโออิเล็กทริกไม่มี คอมพิวเตอร์ยังถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการผลิตแขนขาเทียมการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (Computer Aided Design) และการผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (Computer Aided Manufacturing)มักถูกใช้เพื่อช่วยในการออกแบบและการผลิตแขนขาเทียม^{[ 58 ] [ 59 ]}

ขาเทียมสมัยใหม่ส่วนใหญ่จะยึดติดกับส่วนที่เหลืออยู่ของแขนขา (ตอ) ของผู้ที่ถูกตัดแขนขาโดยใช้สายรัดและปลอก หรือโดยระบบดูดส่วนที่เหลืออยู่ของแขนขาจะพอดีกับเบ้าบนขาเทียมโดยตรง หรือ—ซึ่งเป็นที่นิยมในปัจจุบัน—จะใช้แผ่นรองก่อน แล้วจึงยึดติดกับเบ้าด้วยระบบดูด (เบ้าแบบดูด) หรือตัวล็อคแบบหมุด แผ่นรองนั้นอ่อนนุ่ม จึงสามารถสร้างแรงดูดได้ดีกว่าเบ้าแบบแข็ง แผ่นรองซิลิโคนมีจำหน่ายในขนาดมาตรฐาน ส่วนใหญ่จะมีหน้าตัดเป็นวงกลม แต่สำหรับรูปทรงส่วนที่เหลืออยู่ของแขนขาแบบอื่นๆ ก็สามารถสั่งทำพิเศษได้ เบ้าจะถูกสั่งทำพิเศษให้พอดีกับส่วนที่เหลืออยู่ของแขนขา และกระจายแรงของขาเทียมไปทั่วบริเวณส่วนที่เหลืออยู่ของแขนขา (แทนที่จะอยู่แค่จุดเล็กๆ จุดเดียว) ซึ่งช่วยลดการสึกหรอของส่วนที่เหลืออยู่ของแขนขา

การผลิตเบ้าขาเทียมเริ่มต้นด้วยการจับภาพรูปทรงเรขาคณิตของส่วนที่เหลือของแขนขา กระบวนการนี้เรียกว่าการจับภาพรูปร่าง เป้าหมายของกระบวนการนี้คือการสร้างแบบจำลองที่แม่นยำของส่วนที่เหลือของแขนขา ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการสวมใส่เบ้าขาเทียมที่ดี^{[ 60 ]}เบ้าขาเทียมแบบกำหนดเองจะถูกสร้างขึ้นโดยการทำแบบหล่อปูนปลาสเตอร์ของส่วนที่เหลือของแขนขา หรือที่นิยมใช้กันในปัจจุบันคือแบบหล่อของแผ่นรองที่สวมทับส่วนที่เหลือของแขนขา จากนั้นจึงทำแม่พิมพ์จากแบบหล่อปูนปลาสเตอร์ สารประกอบที่ใช้กันทั่วไปเรียกว่าปูนปลาสเตอร์^{[ 61 ]}ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการพัฒนาระบบจับภาพรูปร่างดิจิทัลต่างๆ ซึ่งสามารถป้อนข้อมูลโดยตรงไปยังคอมพิวเตอร์ ทำให้สามารถออกแบบที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นได้ โดยทั่วไป กระบวนการจับภาพรูปร่างเริ่มต้นด้วยการได้มาซึ่งข้อมูลทางเรขาคณิตสามมิติ (3D) แบบดิจิทัลจากส่วนที่เหลือของแขนขาของผู้ถูกตัดแขนขา ข้อมูลจะถูกเก็บรวบรวมโดยใช้โพรบ เครื่องสแกนเลเซอร์ เครื่องสแกนแสงโครงสร้าง หรือระบบสแกน 3 มิติแบบใช้ภาพถ่าย^{[ 62 ]}

หลังจากจับภาพรูปร่างแล้ว ขั้นตอนที่สองของการผลิตเบ้าขาเทียมเรียกว่าการปรับแก้ ซึ่งเป็นกระบวนการปรับเปลี่ยนแบบจำลองของแขนขาที่เหลืออยู่โดยการเพิ่มปริมาตรให้กับส่วนที่นูนของกระดูกและจุดที่อาจเกิดแรงกด และลดปริมาตรออกจากบริเวณที่รับน้ำหนัก สามารถทำได้ด้วยตนเองโดยการเพิ่มหรือลดปูนปลาสเตอร์ในแบบจำลองเชิงบวก หรือทำได้เสมือนจริงโดยการปรับแต่งแบบจำลองคอมพิวเตอร์ในซอฟต์แวร์^{[ 63 ]}สุดท้าย การผลิตเบ้าขาเทียมจะเริ่มต้นขึ้นเมื่อแบบจำลองได้รับการปรับแก้และเสร็จสมบูรณ์แล้ว ช่างขาเทียมจะห่อแบบจำลองเชิงบวกด้วยแผ่นพลาสติกกึ่งหลอมเหลวหรือคาร์บอนไฟเบอร์เคลือบด้วยเรซินอีพ็อกซีเพื่อสร้างเบ้าขาเทียม^{[ 60 ]}สำหรับแบบจำลองคอมพิวเตอร์ สามารถพิมพ์ 3 มิติโดยใช้วัสดุต่างๆ ที่มีความยืดหยุ่นและความแข็งแรงเชิงกลแตกต่างกัน^{[ 64 ]}

ความพอดีที่เหมาะสมระหว่างส่วนที่เหลือของแขนขาและเบ้าเป็นสิ่งสำคัญต่อการทำงานและการใช้งานของขาเทียมทั้งหมด หากความพอดีระหว่างส่วนที่เหลือของแขนขาและเบ้าหลวมเกินไป จะทำให้พื้นที่สัมผัสระหว่างส่วนที่เหลือของแขนขาและเบ้าหรือแผ่นรองลดลง และเพิ่มช่องว่างระหว่างผิวหนังส่วนที่เหลือของแขนขาและเบ้าหรือแผ่นรอง ส่งผลให้แรงกดสูงขึ้น ซึ่งอาจทำให้เกิดอาการเจ็บปวดได้ ช่องว่างอากาศอาจทำให้เหงื่อสะสมและทำให้ผิวหนังอ่อนนุ่มลง ในที่สุด นี่เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดผื่นคันได้บ่อยครั้ง เมื่อเวลาผ่านไป อาจนำไปสู่การแตกของผิวหนังได้^{[ 14 ]}ในทางกลับกัน ความพอดีที่แน่นเกินไปอาจเพิ่มแรงกดที่พื้นผิวมากเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่การแตกของผิวหนังหลังจากใช้งานเป็นเวลานานได้เช่นกัน^{[ 65 ]}

โดยทั่วไปแล้วอวัยวะเทียมจะถูกผลิตโดยใช้ขั้นตอนต่อไปนี้: ^{[ 58 ]}

1. การวัดส่วนที่เหลือของแขนขา
2. การวัดขนาดร่างกายเพื่อกำหนดขนาดที่เหมาะสมสำหรับแขนขาเทียม
3. การใส่แผ่นรองซิลิโคน
4. การสร้างแบบจำลองของแผ่นรองที่สวมทับส่วนที่เหลือของแขนขา
5. การขึ้นรูป แผ่น เทอร์โมพลาสติกโดยรอบแบบจำลอง – จากนั้นจึงนำไปใช้ทดสอบความพอดีของขาเทียม
6. การสร้างเบ้าฟันถาวร
7. การขึ้นรูปชิ้นส่วนพลาสติกของแขนขาเทียม – มีการใช้วิธีการต่างๆ รวมถึงการขึ้นรูปด้วยระบบสุญญากาศและการฉีดขึ้นรูป
8. การสร้างชิ้นส่วนโลหะของแขนขาเทียมโดยใช้การหล่อขึ้นรูป
9. การประกอบชิ้นส่วนแขนขาทั้งหมด

เทคโนโลยีในปัจจุบันทำให้แขนเทียมที่ขับเคลื่อนด้วยแรงจากร่างกายมีน้ำหนักประมาณครึ่งถึงหนึ่งในสามของแขนเทียมที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าจากกล้ามเนื้อ

แขนเทียมที่ใช้พลังงานจากร่างกายในปัจจุบันมีเบ้าที่ทำจากอีพ็อกซี่หรือคาร์บอนไฟเบอร์ที่แข็ง เบ้าหรือ "ส่วนเชื่อมต่อ" เหล่านี้สามารถทำให้สวมใส่สบายยิ่งขึ้นได้โดยการบุด้วยวัสดุโฟมที่นุ่มและยืดหยุ่นได้ เพื่อรองรับส่วนที่กระดูกยื่นออกมา การออกแบบเบ้าแบบแขวนตัวเองหรือแบบเหนือข้อต่อเหมาะสำหรับผู้ที่มีแขนขาดช่วงสั้นถึงปานกลางใต้ข้อศอก แขนที่ยาวกว่าอาจต้องใช้ซับในแบบม้วนล็อคหรือสายรัดที่ซับซ้อนกว่าเพื่อช่วยเสริมการแขวน

ชุดข้อต่อข้อมือมีทั้งแบบขันเกลียวที่มีเกลียว UNF 1/2-20 (สหรัฐอเมริกา) หรือแบบปลดเร็ว ซึ่งมีหลายรุ่นให้เลือก

ระบบที่ใช้พลังงานจากร่างกายมีสองประเภท คือ การเปิดโดยสมัครใจ "ดึงเพื่อเปิด" และการปิดโดยสมัครใจ "ดึงเพื่อปิด" โดยพื้นฐานแล้วขาเทียมแบบ "ขอเกี่ยวแยก" เกือบทั้งหมดทำงานด้วยระบบการเปิดโดยสมัครใจ

อุปกรณ์จับยึดแบบสมัยใหม่ที่เรียกว่า GRIPS ใช้ระบบปิดแบบสมัครใจ ความแตกต่างนั้นสำคัญมาก ผู้ใช้ระบบเปิดแบบสมัครใจอาศัยแถบยางยืดหรือสปริงเพื่อสร้างแรงจับยึด ในขณะที่ผู้ใช้ระบบปิดแบบสมัครใจอาศัยพลังงานและกำลังกายของตนเองเพื่อสร้างแรงจับยึด

ผู้ใช้งานที่ล็อกแบบปิดเองได้ สามารถสร้างแรงจับยึดได้เทียบเท่ากับมือปกติ สูงถึงหรือเกิน 100 ปอนด์ ที่จับแบบปิดเองได้นั้นต้องการแรงตึงคงที่ในการจับยึด เช่นเดียวกับมือมนุษย์ และในคุณสมบัตินี้ พวกมันจึงใกล้เคียงกับการทำงานของมือมนุษย์มากขึ้น ส่วนผู้ใช้งานที่จับแบบขอเกี่ยวแยกที่เปิดเองได้นั้น มีข้อจำกัดเรื่องแรงจับยึดที่จำกัดอยู่เพียงแรงที่ยางหรือสปริงสามารถสร้างได้ ซึ่งโดยปกติแล้วจะต่ำกว่า 20 ปอนด์

ความแตกต่างเพิ่มเติมอีกประการหนึ่งอยู่ที่การตอบสนองทางชีวภาพที่เกิดขึ้น ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้ "รู้สึก" ถึงสิ่งที่กำลังถูกจับอยู่ ระบบเปิดโดยสมัครใจ เมื่อใช้งานแล้วจะสร้างแรงยึดจับ ทำให้ทำงานเหมือนคีมจับแบบพาสซีฟที่ปลายแขน จะไม่มีการตอบสนองการจับจับใดๆ เกิดขึ้นเมื่อขอเกี่ยวปิดลงรอบวัตถุที่ถูกจับ ระบบปิดโดยสมัครใจให้การควบคุมและการตอบสนองทางชีวภาพที่เป็นสัดส่วนโดยตรง ทำให้ผู้ใช้สามารถรู้สึกได้ว่าตนเองใช้แรงมากแค่ไหน

ในปี พ.ศ. 2540 ศาสตราจารย์อัลวาโร ริโอส โปเวดาชาวโคลอมเบียนักวิจัยด้านไบโอนิกส์ในละตินอเมริกาได้พัฒนาแขนและมือเทียมที่มีการตอบสนองทางประสาทสัมผัส เทคโนโลยีนี้ช่วยให้ผู้ป่วยที่ถูกตัดแขนขาสามารถใช้งานระบบมือเทียมได้อย่างเป็นธรรมชาติมากขึ้น^{[ 66 ]}

การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นเส้นประสาทมีเดียนและอัลนาร์ตามข้อมูลที่ได้รับจากเซ็นเซอร์เทียมจากแขนเทียมสามารถให้ข้อมูลทางประสาทสัมผัสที่เหมาะสมทางสรีรวิทยา (ใกล้เคียงกับธรรมชาติ) แก่ผู้พิการแขนได้ การตอบสนองนี้ทำให้ผู้เข้าร่วมสามารถปรับแรงจับของแขนเทียมได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องมีการตอบสนองทางสายตาหรือการได้ยิน^{[ 67 ]}

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2556 นักวิจัยจากÉcole Polytechnique Fédérale de Lausanneในสวิตเซอร์แลนด์และScuola Superiore Sant'Annaในอิตาลี ได้ฝังอิเล็กโทรดลงในแขนของผู้ป่วยที่ถูกตัดแขน ซึ่งทำให้ผู้ป่วยได้รับข้อมูลป้อนกลับทางประสาทสัมผัสและสามารถควบคุมแขนเทียม ได้แบบเรียลไทม์ ^{[ 68 ]}ด้วยสายไฟที่เชื่อมต่อกับเส้นประสาทในแขนส่วนบน ผู้ป่วยชาวเดนมาร์กสามารถจับสิ่งของและรับรู้สัมผัสได้ทันทีผ่านมือเทียมพิเศษที่สร้างขึ้นโดย Silvestro Micera และนักวิจัยทั้งในสวิตเซอร์แลนด์และอิตาลี^{[ 69 ]}

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2562 เทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยยูทาห์นำโดยจาคอบ จอร์จ กลุ่มนักวิจัยได้ฝังอิเล็กโทรดลงในแขนของผู้ป่วยเพื่อบันทึกการรับรู้ทางประสาทสัมผัสหลายอย่าง จากนั้นพวกเขาจะกระตุ้นอิเล็กโทรดแต่ละตัวเพื่อหาว่าการรับรู้ทางประสาทสัมผัสแต่ละอย่างถูกกระตุ้นอย่างไร จากนั้นจึงดำเนินการบันทึกข้อมูลทางประสาทสัมผัสลงบนแขนเทียม ซึ่งจะช่วยให้นักวิจัยได้รับข้อมูลประเภทเดียวกันกับที่ผู้ป่วยจะได้รับจากมือธรรมชาติของพวกเขา น่าเสียดายที่แขนเทียมนี้มีราคาแพงเกินไปสำหรับผู้ใช้ทั่วไป อย่างไรก็ตาม จาคอบกล่าวว่าบริษัทประกันภัยอาจครอบคลุมค่าใช้จ่ายของแขนเทียมได้^{[ 70 ]}

อุปกรณ์ปลายทางประกอบด้วยตะขอ ที่หนีบ มือ หรืออุปกรณ์อื่นๆ หลากหลายชนิด

ระบบขอเกี่ยวแบบเปิดโดยสมัครใจนั้นเรียบง่าย สะดวก น้ำหนักเบา แข็งแรง ทนทาน ใช้งานได้หลากหลาย และราคาไม่แพงนัก

ตะขออาจไม่เหมือนกับมือมนุษย์ปกติทั้งในด้านรูปลักษณ์และความอเนกประสงค์โดยรวม แต่ความทนทานของวัสดุสามารถเหนือกว่ามือมนุษย์ปกติในด้านความแข็งแรงเชิงกล (เราสามารถใช้ตะขอตัดกล่องหรือใช้เป็นค้อนได้ ซึ่งมือปกติทำไม่ได้) ในด้านความเสถียรต่อความร้อน (เราสามารถใช้ตะขอจับสิ่งของจากน้ำเดือด พลิกเนื้อบนเตาย่าง หรือถือไม้ขีดไฟจนกว่าจะไหม้หมด) และในด้านอันตรายจากสารเคมี (เนื่องจากตะขอโลหะทนต่อกรดหรือด่าง และไม่ทำปฏิกิริยากับตัวทำละลายเหมือนถุงมือเทียมหรือผิวหนังมนุษย์)

มือเทียมมีให้เลือกทั้งแบบเปิดและปิดได้ตามต้องการ และเนื่องจากกลไกที่ซับซ้อนกว่าและการหุ้มด้วยถุงมือเพื่อความสวยงาม จึงต้องใช้แรงกระตุ้นที่ค่อนข้างมาก ซึ่งขึ้นอยู่กับประเภทของสายรัดที่ใช้ อาจทำให้รู้สึกไม่สบาย^{[ 71 ]}การศึกษาล่าสุดโดยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเดลฟท์ ประเทศเนเธอร์แลนด์ แสดงให้เห็นว่าการพัฒนามือเทียมเชิงกลถูกละเลยในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา การศึกษาแสดงให้เห็นว่าระดับแรงบีบของมือเทียมเชิงกลส่วนใหญ่ในปัจจุบันนั้นต่ำเกินไปสำหรับการใช้งานจริง^{[ 72 ]} มือเทียมที่ได้รับการทดสอบที่ดีที่สุดคือมือเทียมที่พัฒนาขึ้นราวปี 1945 อย่างไรก็ตาม ในปี 2017 ลอร่า ฮรูบีจากมหาวิทยาลัยการแพทย์เวียนนาได้เริ่มการวิจัยเกี่ยวกับมือเทียมไบโอนิก[ ^{73 ] [ 74 ] นอกจาก}นี้ยังมีมือเทียมไบโอนิกแบบพิมพ์ 3 มิติแบบโอเพ่นฮาร์ดแวร์บางส่วนที่พร้อมใช้งานแล้ว^{[ 75 ]}บางบริษัทยังผลิตมือหุ่นยนต์ที่มีแขนส่วนปลายในตัว เพื่อให้พอดีกับแขนส่วนบนของผู้ป่วย^{[ 76 ] [ 77 ]}และในปี 2020 ที่สถาบันเทคโนโลยีแห่งอิตาลี (IIT) ได้มีการพัฒนามือหุ่นยนต์อีกแบบหนึ่งที่มีแขนส่วนปลายในตัว (Soft Hand Pro) ^{[ 78 ]}

Hosmer และOtto Bockเป็นผู้จัดจำหน่ายตะขอรายใหญ่ในเชิงพาณิชย์ มือกลก็จำหน่ายโดย Hosmer และ Otto Bock เช่นกัน มือ Becker ยังคงผลิตโดยครอบครัว Becker มือเทียมอาจติดตั้งด้วยถุงมือซิลิโคนแบบมาตรฐานหรือแบบสั่งทำพิเศษที่ดูเหมือนถุงมือสำหรับตกแต่ง แต่ก็สามารถสวมถุงมือทำงานทั่วไปได้เช่นกัน อุปกรณ์ปลายทางอื่นๆ ได้แก่ V2P Prehensor ซึ่งเป็นที่จับอเนกประสงค์ที่แข็งแรงทนทานที่ช่วยให้ลูกค้าสามารถปรับเปลี่ยนส่วนต่างๆ ได้ Texas Assist Devices (พร้อมเครื่องมือมากมาย) และ TRS ที่นำเสนออุปกรณ์ปลายทางหลากหลายประเภทสำหรับกีฬา สามารถสร้างชุดสายเคเบิลโดยใช้สายเคเบิลเหล็กสำหรับเครื่องบิน บานพับลูกบอล และปลอกสายเคเบิลหล่อลื่นในตัว มือเทียมบางชิ้นได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานในน้ำเค็ม^{[ 79 ]}

อวัยวะเทียมส่วนล่างหมายถึงอวัยวะเทียมที่เปลี่ยนทดแทนกันที่ระดับสะโพกหรือต่ำกว่า สำหรับทุกช่วงอายุ Ephraim et al. (2003) พบว่าการประมาณการทั่วโลกของการตัดอวัยวะส่วนล่างด้วยสาเหตุใดๆ ก็ตามอยู่ที่ 2.0–5.9 ต่อประชากร 10,000 คน สำหรับอัตราความชุกของการเกิดความบกพร่องของแขนขาแต่กำเนิด พวกเขาพบว่ามีการประมาณการระหว่าง 3.5 ถึง 7.1 รายต่อการเกิด 10,000 ราย^{[ 80 ]}

อุปกรณ์ขาเทียมส่วนล่างแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ ขาเทียมแบบตัดผ่านกระดูกหน้าแข้ง (การตัดขาที่ตัดผ่านกระดูกหน้าแข้ง หรือความผิดปกติแต่กำเนิดที่ทำให้กระดูกหน้าแข้งขาดหายไป) และขาเทียมแบบตัดผ่านกระดูกต้นขา (การตัดขาที่ตัดผ่านกระดูกต้นขา หรือความผิดปกติแต่กำเนิดที่ทำให้กระดูกต้นขาขาดหายไป) ในวงการขาเทียม ขาเทียมแบบตัดผ่านกระดูกหน้าแข้งมักเรียกว่า "BK" หรือขาเทียมใต้เข่า ในขณะที่ขาเทียมแบบตัดผ่านกระดูกต้นขามักเรียกว่า "AK" หรือขาเทียมเหนือเข่า

กรณีอื่นๆ ที่พบได้ไม่บ่อยนักในส่วนล่างของร่างกาย ได้แก่:

1. การตัดข้อสะโพก – โดยทั่วไปหมายถึงกรณีที่ผู้ป่วยที่ได้รับการตัดแขนขาหรือผู้ป่วยที่มีความพิการแต่กำเนิดมีการตัดแขนขาหรือมีความผิดปกติที่ข้อสะโพกหรือบริเวณใกล้เคียงดูการผ่าตัดเปลี่ยนข้อสะโพก
2. การตัดข้อเข่า – โดยทั่วไปหมายถึงการตัดขาบริเวณเข่า โดยแยกกระดูกต้นขาออกจากกระดูกหน้าแข้งดูการผ่าตัดเปลี่ยนข้อเข่า
3. ไซมส์ – นี่คือการผ่าตัดแยกข้อเท้าโดยยังคงรักษาแผ่นรองส้นเท้าไว้

เบ้าทำหน้าที่เป็นส่วนเชื่อมต่อระหว่างส่วนที่เหลืออยู่กับขาเทียม โดยในอุดมคติแล้วจะช่วยให้รับน้ำหนักได้อย่างสบาย ควบคุมการเคลื่อนไหว และรับรู้ตำแหน่งของร่างกายได้ [ ^{81 ] ปัญหา}เกี่ยวกับเบ้า เช่น ความไม่สบายตัวและการเกิดแผลที่ผิวหนัง ถือเป็นปัญหาสำคัญที่สุดอย่างหนึ่งที่ผู้ที่ถูกตัดขาต้องเผชิญ^{[ 82 ]}

ส่วนนี้สร้างระยะห่างและการรองรับระหว่างข้อเข่าและเท้า (ในกรณีของขาเทียมส่วนบน) หรือระหว่างเบ้าและเท้า ประเภทของตัวเชื่อมต่อที่ใช้ระหว่างขาและข้อเข่า/เท้าจะเป็นตัวกำหนดว่าขาเทียมนั้นเป็นแบบโมดูลาร์หรือไม่ แบบโมดูลาร์หมายความว่ามุมและการเคลื่อนที่ของเท้าเมื่อเทียบกับเบ้าสามารถเปลี่ยนแปลงได้หลังจากการปรับแต่ง ในประเทศกำลังพัฒนาส่วนใหญ่ขาเทียมจะไม่เป็นแบบโมดูลาร์เพื่อลดต้นทุน เมื่อพิจารณาถึงเด็ก ความเป็นโมดูลาร์ของมุมและความสูงมีความสำคัญเนื่องจากการเจริญเติบโตเฉลี่ยของเด็กอยู่ที่ 1.9 ซม. ต่อปี^{[ 83 ]}

เท้าทำหน้าที่สัมผัสพื้น ช่วยดูดซับแรงกระแทกและให้ความมั่นคงขณะยืน^{[ 84 ]}นอกจากนี้ รูปทรงและความแข็งของเท้ายังส่งผลต่อกลไกการเดินด้วย เนื่องจากวิถีการเคลื่อนที่ของจุดศูนย์กลางแรงกด (COP) และมุมของแรงปฏิกิริยาจากพื้นถูกกำหนดโดยรูปทรงและความแข็งของเท้า และจำเป็นต้องเข้ากับโครงสร้างร่างกายของผู้ป่วยเพื่อให้เกิดรูปแบบการเดินปกติ^{[ 85 ]} Andrysek (2010) พบเท้าเทียม 16 ประเภทที่แตกต่างกัน โดยมีผลลัพธ์ที่แตกต่างกันอย่างมากในด้านความทนทานและกลไกทางชีวภาพ ปัญหาหลักที่พบในเท้าเทียมในปัจจุบันคือความทนทาน อายุการใช้งานอยู่ระหว่าง 16 ถึง 32 เดือน^{[ 86 ]}ผลลัพธ์เหล่านี้เป็นของผู้ใหญ่ และน่าจะแย่กว่าสำหรับเด็กเนื่องจากระดับกิจกรรมที่สูงขึ้นและผลกระทบจากขนาด หลักฐานที่เปรียบเทียบเท้าเทียมและอุปกรณ์ข้อเท้าเทียมประเภทต่างๆ ยังไม่แข็งแกร่งพอที่จะระบุได้ว่ากลไกข้อเท้า/เท้าแบบใดดีกว่ากัน^{[ 87 ]}เมื่อตัดสินใจเลือกอุปกรณ์ ควรพิจารณาถึงต้นทุนของอุปกรณ์ ความต้องการใช้งานของบุคคล และความพร้อมใช้งานของอุปกรณ์นั้นๆ^{[ 87 ]}

ในกรณีของการตัดขาเหนือเข่า (trans-femoral amputation) ก็ยังมีความจำเป็นต้องใช้ตัวเชื่อมต่อที่ซับซ้อนซึ่งให้การเคลื่อนไหวแบบข้อต่อ ทำให้สามารถงอได้ในระหว่างช่วงการแกว่งขา แต่ไม่สามารถงอได้ในระหว่างช่วงการยืน เนื่องจากจุดประสงค์คือการทดแทนเข่า ข้อเข่าเทียมจึงเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของขาเทียมสำหรับผู้ที่ถูกตัดขาเหนือเข่า หน้าที่ของข้อเข่าเทียมที่ดีคือการเลียนแบบการทำงานของเข่าปกติ เช่น การให้การสนับสนุนโครงสร้างและความมั่นคงในระหว่างช่วงการยืน แต่สามารถงอได้อย่างควบคุมได้ในระหว่างช่วงการแกว่งขา ดังนั้นจึงช่วยให้ผู้ใช้สามารถเดินได้อย่างราบรื่นและประหยัดพลังงาน และลดผลกระทบจากการตัดขาให้น้อยที่สุด^{[ 88 ]}ข้อเข่าเทียมเชื่อมต่อกับเท้าเทียมโดยใช้แกน ซึ่งมักทำจากท่ออลูมิเนียมหรือกราไฟต์

หนึ่งในแง่มุมที่สำคัญที่สุดของข้อเข่าเทียมคือกลไกควบคุมระยะการยืน หน้าที่ของการควบคุมระยะการยืนคือการป้องกันไม่ให้ขาโก่งงอเมื่อรับน้ำหนักที่ขา ซึ่งช่วยให้ข้อเข่ามีความมั่นคงเพื่อรองรับงานการทรงตัวด้วยขาข้างเดียวในระยะการยืน และช่วยให้การเปลี่ยนไปสู่ระยะการแกว่งขาเป็นไปอย่างราบรื่น การควบคุมระยะการยืนสามารถทำได้หลายวิธี รวมถึงการล็อกเชิงกล^{[ 89 ]}การจัดตำแหน่งสัมพัทธ์ของส่วนประกอบเทียม^{[ 90 ]}การควบคุมแรงเสียดทานที่กระตุ้นด้วยน้ำหนัก^{[ 90 ]}และกลไกแบบหลายจุดศูนย์กลาง^{[ 91 ]}

เพื่อเลียนแบบการทำงานของเข่าในระหว่างการเดิน จึงมีการพัฒนาข้อต่อเข่าที่ควบคุมด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งควบคุมการงอของเข่า ตัวอย่างเช่นC-leg ของOtto Bock ซึ่งเปิดตัวในปี 1997, Rheo Knee ของ Ossurซึ่งวางจำหน่ายในปี 2005, Power Knee ของ Ossur ซึ่งเปิดตัวในปี 2006, Plié Knee จาก Freedom Innovations และ Self Learning Knee (SLK) ของ DAW Industries ^{[ 92 ]}

แนวคิดนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรกโดย Kelly James วิศวกรชาวแคนาดา ที่มหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตา^{[ 93 ]}

ไมโครโปรเซสเซอร์ถูกใช้เพื่อตีความและวิเคราะห์สัญญาณจากเซ็นเซอร์วัดมุมข้อเข่าและเซ็นเซอร์วัดแรงบิด ไมโครโปรเซสเซอร์รับสัญญาณจากเซ็นเซอร์เพื่อกำหนดประเภทของการเคลื่อนไหวที่ผู้พิการใช้ ข้อเข่าเทียมที่ควบคุมด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ส่วนใหญ่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ที่ติดตั้งอยู่ภายในข้อเข่าเทียม

สัญญาณรับรู้ที่ประมวลผลโดยไมโครโปรเซสเซอร์จะถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมแรงต้านที่เกิดจากกระบอกไฮดรอลิกในข้อเข่า วาล์วขนาดเล็กจะควบคุมปริมาณของของเหลวไฮดรอลิกที่สามารถไหลเข้าและออกจากกระบอกสูบ จึงควบคุมการยืดและหดตัวของลูกสูบที่เชื่อมต่อกับส่วนบนของข้อเข่า^{[ 43 ]}

ข้อได้เปรียบหลักของขาเทียมที่ควบคุมด้วยไมโครโปรเซสเซอร์คือ การเดินที่ใกล้เคียงกับการเดินตามธรรมชาติของผู้พิการมากขึ้น บางรุ่นช่วยให้ผู้พิการสามารถเดินได้ใกล้เคียงกับความเร็วในการเดินหรือวิ่งได้ การเปลี่ยนแปลงความเร็วก็เป็นไปได้เช่นกัน และจะถูกนำมาพิจารณาโดยเซ็นเซอร์และสื่อสารไปยังไมโครโปรเซสเซอร์ ซึ่งจะปรับตามการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ นอกจากนี้ยังช่วยให้ผู้พิการสามารถเดินลงบันไดได้ด้วยการก้าวทีละขั้น แทนที่จะก้าวทีละขั้นเหมือนกับขาเทียมแบบกลไก^{[ 94 ]}มีงานวิจัยบางชิ้นที่ชี้ให้เห็นว่าผู้ที่มีขาเทียมที่ควบคุมด้วยไมโครโปรเซสเซอร์รายงานความพึงพอใจและการปรับปรุงการทำงาน สุขภาพของส่วนที่เหลือของขา และความปลอดภัยที่ดีขึ้น^{[ 95 ]}ผู้คนอาจสามารถทำกิจกรรมประจำวันได้เร็วขึ้น แม้ในขณะที่ทำหลายอย่างพร้อมกัน และลดความเสี่ยงต่อการหกล้ม^{[ 95 ]}

อย่างไรก็ตาม บางชนิดมีข้อเสียที่สำคัญบางประการที่ทำให้การใช้งานลดลง พวกมันอาจเสียหายจากน้ำได้ ดังนั้นจึงต้องระมัดระวังเป็นอย่างมากเพื่อให้แน่ใจว่าอวัยวะเทียมยังคงแห้งอยู่^{[ 96 ]}

แขนเทียมแบบไมโออิเล็กทริกใช้แรงตึงไฟฟ้าที่เกิดขึ้นทุกครั้งที่กล้ามเนื้อหดตัวเป็นข้อมูล แรงตึงนี้สามารถจับได้จากกล้ามเนื้อที่หดตัวโดยสมัครใจโดยใช้อิเล็กโทรดที่ติดบนผิวหนังเพื่อควบคุมการเคลื่อนไหวของแขนเทียม เช่น การงอ/เหยียดข้อศอก การหมุนข้อมือ หรือการเปิด/ปิดนิ้ว แขนเทียมประเภทนี้ใช้ระบบประสาทและกล้ามเนื้อที่เหลืออยู่ของร่างกายมนุษย์เพื่อควบคุมการทำงานของมือ ข้อมือ ข้อศอก หรือเท้าเทียมที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า^{[ 97 ]}ซึ่งแตกต่างจากแขนเทียมแบบสวิตช์ไฟฟ้า ซึ่งต้องใช้สายรัดและ/หรือสายเคเบิลที่ทำงานโดยการเคลื่อนไหวของร่างกายเพื่อกระตุ้นหรือใช้งานสวิตช์ที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของแขนเทียม ไม่มีหลักฐานที่ชัดเจนสรุปได้ว่าแขนเทียมแบบไมโออิเล็กทริกทำงานได้ดีกว่าแขนเทียมที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากร่างกาย^{[ 98 ]}ข้อดีของการใช้แขนเทียมแบบไมโออิเล็กทริก ได้แก่ ศักยภาพในการปรับปรุงรูปลักษณ์ (แขนเทียมประเภทนี้อาจดูเป็นธรรมชาติมากขึ้น) อาจดีกว่าสำหรับกิจกรรมประจำวันเบาๆ และอาจเป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่มีอาการปวดแขนขาเทียม^{[ 98 ]}เมื่อเปรียบเทียบกับแขนเทียมที่ใช้พลังงานจากร่างกาย แขนเทียมแบบไมโออิเล็กทริกอาจไม่ทนทานเท่า อาจใช้เวลาฝึกฝนนานกว่า อาจต้องปรับแต่งมากกว่า อาจต้องบำรุงรักษามากกว่า และไม่มีการตอบสนองกลับมาให้ผู้ใช้^{[ 98 ]}

ศาสตราจารย์ Alvaro Ríos Povedaได้ทำงานมาหลายปีเพื่อหาวิธีแก้ปัญหาการป้อนกลับที่ไม่ต้องผ่าตัดและราคาไม่แพง เขาพิจารณาว่า: "แขนขาเทียมที่สามารถควบคุมได้ด้วยความคิดนั้นมีศักยภาพอย่างมากสำหรับผู้ที่ถูกตัดแขนขา แต่หากไม่มีการป้อนกลับทางประสาทสัมผัสจากสัญญาณที่ส่งกลับไปยังสมอง ก็อาจเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุระดับการควบคุมที่จำเป็นต่อการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ เมื่อเชื่อมต่อความรู้สึกสัมผัสจากมือกลเข้ากับสมองโดยตรง แขนขาเทียมสามารถฟื้นฟูการทำงานของแขนขาที่ถูกตัดได้อย่างเป็นธรรมชาติ" เขาได้นำเสนอมือเทียมแบบไมโออิเล็กทริกพร้อมการป้อนกลับทางประสาทสัมผัสเป็นครั้งแรกในการประชุมระดับโลกครั้งที่ XVIII ว่าด้วยฟิสิกส์การแพทย์และวิศวกรรมชีวการแพทย์ปี 1997 ซึ่งจัดขึ้นที่เมืองนีซ ประเทศฝรั่งเศส^{[ 99 ] [ 100 ]}

สหภาพโซเวียตเป็นประเทศแรกที่พัฒนาแขนเทียมแบบไมโออิเล็กทริกในปี พ.ศ. 2491 ^{[ 101 ]}ในขณะที่แขนเทียมแบบไมโออิเล็กทริกรุ่นแรกเริ่มวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์ในปี พ.ศ. 2507 โดยสถาบันวิจัยแขนเทียมกลางแห่งสหภาพโซเวียตและจัดจำหน่ายโดยโรงงาน Hangar Limb Factory ของสหราชอาณาจักร [ ^{102 ] [ 103 ] แขน}เทียมแบบไมโออิเล็กทริกมีราคาแพง ต้องมีการบำรุงรักษาเป็นประจำ และไวต่อเหงื่อและความชื้น

หุ่นยนต์สามารถใช้สร้างการวัดเชิงวัตถุประสงค์ของความบกพร่องของผู้ป่วยและผลลัพธ์ของการบำบัด ช่วยในการวินิจฉัย ปรับแต่งการบำบัดตามความสามารถในการเคลื่อนไหวของผู้ป่วย และรับรองการปฏิบัติตามแผนการรักษาและการรักษาบันทึกของผู้ป่วย มีการศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่ามีการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในการทำงานของกล้ามเนื้อแขนส่วนบนหลังจากโรคหลอดเลือดสมองโดยใช้หุ่นยนต์สำหรับการฟื้นฟูแขนส่วนบน^{[ 104 ]} เพื่อให้แขนเทียมหุ่นยนต์ทำงานได้ ต้องมีส่วนประกอบหลายอย่างเพื่อบูรณาการเข้ากับการทำงานของร่างกาย: ไบโอเซนเซอร์ตรวจจับสัญญาณจากระบบประสาทหรือกล้ามเนื้อของผู้ใช้ จากนั้นจะส่งข้อมูลนี้ไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ที่อยู่ภายในอุปกรณ์ และประมวลผลข้อมูลป้อนกลับจากแขนและแอคทูเอเตอร์ เช่น ตำแหน่งหรือแรง และส่งไปยังตัวควบคุม ตัวอย่างเช่น อิเล็กโทรดพื้นผิวที่ตรวจจับกิจกรรมทางไฟฟ้าบนผิวหนัง อิเล็กโทรดเข็มที่ฝังในกล้ามเนื้อ หรืออาร์เรย์อิเล็กโทรดแบบโซลิดสเตทที่มีเส้นประสาทงอกผ่าน ไบโอเซนเซอร์ประเภทหนึ่งเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในแขนเทียมแบบไมโออิเล็กทริก

อุปกรณ์ที่เรียกว่าตัวควบคุมจะเชื่อมต่อกับระบบประสาทและกล้ามเนื้อของผู้ใช้ รวมถึงตัวอุปกรณ์เองด้วย ตัวควบคุมจะส่งคำสั่งจากผู้ใช้ไปยังตัวกระตุ้นของอุปกรณ์ และตีความข้อมูลป้อนกลับจากเซ็นเซอร์เชิงกลและไบโอเซนเซอร์ไปยังผู้ใช้ นอกจากนี้ ตัวควบคุมยังรับผิดชอบในการตรวจสอบและควบคุมการเคลื่อนไหวของอุปกรณ์ด้วย

ตัวกระตุ้น (Actuator)เลียนแบบการทำงานของกล้ามเนื้อในการสร้างแรงและการเคลื่อนไหว ตัวอย่างเช่น มอเตอร์ที่ช่วยเสริมหรือทดแทนเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อเดิม

การฟื้นฟูเส้นประสาทกล้ามเนื้อเป้าหมาย (TMR) เป็นเทคนิคที่เส้นประสาทสั่งการซึ่งเคยควบคุมกล้ามเนื้อบนแขนขาที่ถูกตัด จะถูกผ่าตัดเปลี่ยนเส้นทางเพื่อให้ไปควบคุมบริเวณเล็กๆ ของกล้ามเนื้อขนาดใหญ่ที่ยังคงสภาพสมบูรณ์ เช่น กล้ามเนื้อหน้าอกใหญ่ผลที่ได้คือ เมื่อผู้ป่วยคิดถึงการขยับนิ้วหัวแม่มือของมือที่หายไป บริเวณกล้ามเนื้อเล็กๆ บนหน้าอกจะหดตัวแทน โดยการวางเซ็นเซอร์ไว้เหนือกล้ามเนื้อที่ได้รับการฟื้นฟูเส้นประสาท การหดตัวเหล่านี้สามารถควบคุมการเคลื่อนไหวของส่วนที่เหมาะสมของแขนเทียมหุ่นยนต์ได้^{[ 105 ] [ 106 ]}

เทคนิครูปแบบหนึ่งที่เรียกว่าการฟื้นฟูเส้นประสาทรับความรู้สึกแบบกำหนดเป้าหมาย (Targeted Sensory Reinnervation: TSR) ขั้นตอนนี้คล้ายกับ TMR ยกเว้นว่าเส้นประสาทรับความรู้สึกจะถูกผ่าตัดเปลี่ยนเส้นทางไปยังผิวหนังบนหน้าอก แทนที่จะเป็นเส้นประสาทสั่งการที่เปลี่ยนเส้นทางไปยังกล้ามเนื้อ เมื่อไม่นานมานี้ แขนขาเทียมหุ่นยนต์ได้รับการพัฒนาให้มีความสามารถในการรับสัญญาณจากสมองของมนุษย์และแปลสัญญาณเหล่านั้นเป็นการเคลื่อนไหวในแขนขาเทียมได้ ดียิ่ง ^ขึ้น DARPAซึ่งเป็นหน่วยงานวิจัยของเพนตากอน กำลังทำงานเพื่อพัฒนาความก้าวหน้าในด้านนี้ให้มากยิ่งขึ้น ความปรารถนาของพวกเขาคือการสร้างแขนขาเทียมที่เชื่อมต่อโดยตรงกับระบบประสาท [ ^{107 ]}

ความก้าวหน้าในโปรเซสเซอร์ที่ใช้ในแขนเทียมแบบไมโออิเล็กทริกทำให้ผู้พัฒนาสามารถควบคุมแขนเทียมได้อย่างละเอียดมากขึ้น แขนเทียมBoston Digital Armเป็นแขนเทียมรุ่นล่าสุดที่ใช้ประโยชน์จากโปรเซสเซอร์ขั้นสูงเหล่านี้ แขนเทียมนี้ช่วยให้เคลื่อนไหวได้ในห้าแกนและสามารถตั้งโปรแกรมให้มีความรู้สึกเหมือนแขนเทียมแบบเฉพาะบุคคลได้มากขึ้น เมื่อไม่นานมานี้I-LIMB Handซึ่งคิดค้นขึ้นในเอดินบะระ ประเทศสกอตแลนด์ โดยDavid Gowได้กลายเป็นแขนเทียมแบบมีนิ้วที่ขับเคลื่อนแยกกันห้านิ้วเป็นครั้งแรกที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ แขนเทียมนี้ยังมีนิ้วโป้งที่หมุนได้ด้วยมือ ซึ่งผู้ใช้ควบคุมแบบพาสซีฟและช่วยให้มือสามารถจับในโหมดความแม่นยำ กำลัง และการจับแบบกุญแจได้^{[ 108 ]}

โปรโต โปรเทติกประสาทอีกตัวหนึ่งคือ Proto 1 ของห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ของมหาวิทยาลัยจอห์นส์ ฮอปกินส์นอกจาก Proto 1 แล้ว มหาวิทยาลัยยังสร้างProto 2 เสร็จ ในปี 2010 อีกด้วย ^{[ 109 ]}ในช่วงต้นปี 2013 Max Ortiz Catalan และ Rickard Brånemark จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Chalmers และโรงพยาบาลมหาวิทยาลัย Sahlgrenska ในสวีเดน ประสบความสำเร็จในการสร้างแขนหุ่นยนต์ตัวแรกที่ควบคุมด้วยความคิดและสามารถยึดติดกับร่างกายได้อย่างถาวร (โดยใช้การฝังกระดูก ) ^{[ 110 ] [ 111 ] [ 112 ]}

วิธีการที่มีประโยชน์มากวิธีหนึ่งเรียกว่าการหมุนแขน ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับผู้ที่ถูกตัดแขนขาข้างเดียว ซึ่งหมายถึงการตัดแขนขาที่ส่งผลกระทบต่อร่างกายเพียงด้านเดียว และยังจำเป็นสำหรับผู้ที่ถูกตัดแขนขาทั้งสองข้าง เพื่อให้สามารถทำกิจกรรมในชีวิตประจำวันได้ วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการใส่แม่เหล็กถาวรขนาดเล็กเข้าไปในปลายสุดของกระดูกส่วนที่เหลืออยู่ของผู้ที่ได้รับการตัดแขนขา เมื่อผู้ป่วยหมุนแขนส่วนที่เหลืออยู่ แม่เหล็กจะหมุนไปพร้อมกับกระดูกส่วนที่เหลืออยู่ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการกระจายสนามแม่เหล็ก^{[ 113 ]}สัญญาณ EEG (คลื่นไฟฟ้าสมอง) ที่ตรวจจับได้โดยใช้แผ่นโลหะแบนขนาดเล็กที่ติดอยู่บนหนังศีรษะ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นการถอดรหัสกิจกรรมของสมองมนุษย์ที่ใช้สำหรับการเคลื่อนไหวทางกายภาพ ถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมแขนขาหุ่นยนต์ ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถควบคุมส่วนนั้นได้โดยตรง^{[ 114 ]}

การวิจัยเกี่ยวกับขาหุ่นยนต์มีความก้าวหน้าไปมาก ทำให้สามารถเคลื่อนไหวและควบคุมได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

นักวิจัยที่สถาบันฟื้นฟูสมรรถภาพแห่งชิคาโกประกาศในเดือนกันยายน พ.ศ. 2556 ว่าพวกเขาได้พัฒนาขาเทียมหุ่นยนต์ที่แปลงแรงกระตุ้นประสาทจากกล้ามเนื้อต้นขาของผู้ใช้เป็นการเคลื่อนไหว ซึ่งเป็นขาเทียมตัวแรกที่ทำเช่นนั้น ปัจจุบันอยู่ระหว่างการทดสอบ^{[ 115 ]}

ฮิวจ์ เฮอร์ หัวหน้ากลุ่มไบโอเมคาทรอนิกส์ที่ Media Lab ของ MIT ได้พัฒนาขาเทียมแบบหุ่นยนต์ (PowerFoot BiOM) ^{[ 116 ] [ 117 ]}

บริษัท Össur ของไอซ์แลนด์ได้สร้างขาเทียมแบบหุ่นยนต์ที่มีข้อเท้าขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ ซึ่งเคลื่อนไหวผ่านอัลกอริทึมและเซ็นเซอร์ที่ปรับมุมของเท้าโดยอัตโนมัติในจุดต่างๆ ของการก้าวเดินของผู้สวมใส่ นอกจากนี้ยังมีขาเทียมแบบไบโอนิกที่ควบคุมด้วยสมอง ซึ่งช่วยให้บุคคลสามารถขยับแขนขาของตนได้ด้วยเครื่องส่งสัญญาณไร้สาย^{[ 118 ]}

เป้าหมายหลักของขาเทียมหุ่นยนต์คือการให้การทำงานแบบแอคทีฟระหว่างการเดินเพื่อปรับปรุงกลไกทางชีวภาพของการเดิน ซึ่งรวมถึงความเสถียร ความสมมาตร หรือการใช้พลังงานสำหรับผู้ที่ถูกตัดขา^{[ 119 ]}ปัจจุบันมีขาเทียมแบบใช้พลังงานหลายแบบวางจำหน่ายในตลาด รวมถึงขาเทียมแบบใช้พลังงานเต็มรูปแบบ ซึ่งแอคทูเอเตอร์จะขับเคลื่อนข้อต่อโดยตรง และขาเทียมแบบกึ่งแอคทีฟ ซึ่งใช้พลังงานจำนวนเล็กน้อยและแอคทูเอเตอร์ขนาดเล็กเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติทางกลของขา แต่ไม่ได้เพิ่มพลังงานสุทธิที่เป็นบวกในการเดิน ตัวอย่างเฉพาะ ได้แก่ emPOWER จาก BionX, Proprio Foot จาก Ossur และ Elan Foot จาก Endolite ^{[ 120 ] [ 121 ] [ 122 ]}กลุ่มวิจัยต่างๆ ยังได้ทดลองกับขาเทียมหุ่นยนต์ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาด้วย^{[ 123 ]}ประเด็นสำคัญที่กำลังวิจัยอยู่ ได้แก่ การออกแบบพฤติกรรมของอุปกรณ์ในระหว่างช่วงการยืนและการแกว่ง การรับรู้ภารกิจการเดินในปัจจุบัน และปัญหาการออกแบบเชิงกลต่างๆ เช่น ความทนทาน น้ำหนัก อายุการใช้งาน/ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ และระดับเสียง อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและมหาวิทยาลัยแห่งชาติโซลได้พัฒนาระบบประสาทเทียมที่จะช่วยให้แขนขาเทียมรู้สึกได้^{[ 124 ]}ระบบประสาทสังเคราะห์นี้ช่วยให้แขนขาเทียมรับรู้ถึง อักษร เบรลล์รู้สึกถึงสัมผัส และตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมได้^{[ 125 ] [ 126 ]}

มีการผลิตอวัยวะเทียมจากขวดพลาสติกและฝาพลาสติกที่รีไซเคิลแล้วทั่วโลก^{[ 127 ] [ 128 ] [ 129 ] [ 130 ] [ 131 ]}

โดยทั่วไปแล้ว อวัยวะเทียมส่วนใหญ่จะยึดติดกับภายนอกร่างกายในลักษณะชั่วคราว วิธีการแบบเหลือตอและเบ้าอาจทำให้ผู้ใช้เจ็บปวดอย่างมาก ซึ่งเป็นเหตุผลที่ทำให้มีการศึกษาค้นคว้าอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการยึดติดกับกระดูกโดยตรง

การเชื่อมต่อกระดูกกับกระดูก (Osseointegration)คือวิธีการยึดแขนขาเทียมเข้ากับร่างกายโดยใช้รากเทียม วิธีนี้บางครั้งเรียกว่าเอ็กโซโปรสเตซิส (การยึดแขนขาเทียมเข้ากับกระดูก) หรือเอนโด-เอ็กโซโปรสเตซิส (Endo-exoprosthesis ) ส่วน เอนโดโปรสเตซิสคือรากเทียมข้อต่อที่อยู่ภายในร่างกายทั้งหมด เช่นราก เทียม ข้อเข่าและข้อสะโพก

วิธีการนี้ทำงานโดยการสอดสลักไทเทเนียมเข้าไปในกระดูกที่ปลายตอขา หลังจากนั้นหลายเดือนกระดูกจะยึดติดกับสลักไทเทเนียม และจะมีการติดส่วนเชื่อมต่อเข้ากับสลักไทเทเนียม ส่วนเชื่อมต่อจะยื่นออกมาจากตอขา และจากนั้นจึงติดขาเทียม (ที่ถอดได้) เข้ากับส่วนเชื่อมต่อ ข้อดีบางประการของวิธีการนี้ได้แก่:

• ควบคุมกล้ามเนื้อของขาเทียมได้ดีขึ้น
• ความสามารถในการสวมใส่ขาเทียมได้เป็นเวลานาน ซึ่งวิธีการแบบเหลือตอและเบ้าขาเทียมนั้นไม่สามารถทำได้
• ความสามารถของผู้ที่ถูกตัดขาเหนือเข่าในการขับรถ

ข้อเสียหลักของวิธีนี้คือ ผู้ที่ถูกตัดแขนขาโดยมีการยึดติดกระดูกโดยตรงไม่สามารถรับแรงกระแทกที่แขนขาได้มาก เช่น แรงกระแทกที่เกิดขึ้นระหว่างการวิ่งเหยาะๆ เนื่องจากอาจทำให้กระดูกหักได้^{[ 14 ]}

อวัยวะเทียมเพื่อความสวยงามถูกนำมาใช้เพื่อปกปิดบาดแผลและความผิดปกติทางร่างกายมานานแล้ว ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีสมัยใหม่การสร้างอวัยวะเทียมที่เหมือนจริงที่ทำจากซิลิโคนหรือพีวีซีจึงเป็นไปได้^{[ 132 ]}อวัยวะเทียมดังกล่าว รวมถึงมือเทียม สามารถออกแบบให้เลียนแบบลักษณะของมือจริงได้อย่างสมบูรณ์ ทั้งกระ ฝ้า เส้นเลือด เส้นผม ลายนิ้วมือ และแม้กระทั่งรอยสัก อวัยวะเทียมแบบสั่งทำพิเศษมักมีราคาแพงกว่า (มีราคาสูงถึงหลายพันดอลลาร์สหรัฐ ขึ้นอยู่กับระดับรายละเอียด) ในขณะที่อวัยวะเทียมแบบมาตรฐานมีจำหน่ายเป็นชุดสำเร็จรูปในขนาดต่างๆ แม้ว่ามักจะไม่สมจริงเท่ากับแบบสั่งทำพิเศษก็ตาม อีกทางเลือกหนึ่งคือฝาครอบซิลิโคนแบบสั่งทำพิเศษ ซึ่งสามารถทำขึ้นให้เข้ากับสีผิวของบุคคลได้ แต่ไม่สามารถระบุรายละเอียดต่างๆ เช่น กระ ฝ้า หรือริ้วรอยได้ อวัยวะเทียมจะติดกับร่างกายได้หลายวิธี เช่น การใช้กาว การดูด การขึ้นรูปให้พอดีกับรูปร่าง ผิวหนังที่ยืดหยุ่นได้ หรือปลอกหุ้มผิวหนัง

แตกต่างจากอุปกรณ์เทียมประสาทสั่งการ อุปกรณ์เทียมประสาทรับรู้จะตรวจจับหรือปรับเปลี่ยนการทำงานของระบบประสาทเพื่อฟื้นฟูหรือเสริมกระบวนการรับรู้ทางกายภาพ เช่นการทำงานของสมอง ส่วนหน้า ความสนใจภาษา และความจำ ปัจจุบันยังไม่มีอุปกรณ์เทียมประสาทรับรู้ที่ใช้งานได้ แต่มีการเสนอให้พัฒนาอินเทอร์เฟซระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์ที่สามารถฝังได้เพื่อช่วยรักษาภาวะต่างๆ เช่นโรคหลอดเลือดสมองการบาดเจ็บ ที่สมอง โรคอัมพาตสมองโรคออทิสติกและโรคอัลไซเมอร์ [ ^{133 ] สาขา} เทคโนโลยีช่วยเหลือด้านการรับรู้ในปัจจุบันเกี่ยวข้องกับการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อเสริมการรับรู้ของมนุษย์ อุปกรณ์กำหนดตารางเวลา เช่น Neuropage จะเตือนผู้ใช้ที่มีความบกพร่องทางความจำเมื่อถึงเวลาทำกิจกรรมบางอย่าง เช่น การไปพบแพทย์ อุปกรณ์กระตุ้นขนาดเล็ก เช่น PEAT, AbleLink และ Guide ถูกนำมาใช้เพื่อช่วยผู้ใช้ที่มีปัญหาด้านความจำและการทำงานของสมองส่วนหน้าในการทำกิจกรรมในชีวิตประจำวัน

นอกเหนือจากแขนขาเทียมมาตรฐานสำหรับใช้ในชีวิตประจำวันแล้ว ผู้ป่วยที่ถูกตัดแขนขาหรือ ผู้ป่วยที่มีความผิด ปกติแต่กำเนิด จำนวนมาก ยังมีแขนขาเทียมและอุปกรณ์พิเศษเพื่อช่วยในการเข้าร่วมกิจกรรมกีฬาและนันทนาการ

ภายในนิยายวิทยาศาสตร์ และเมื่อไม่นานมานี้ภายในชุมชนวิทยาศาสตร์มีการพิจารณาถึงการใช้อวัยวะเทียมขั้นสูงเพื่อทดแทนส่วนต่างๆ ของร่างกายที่แข็งแรงด้วยกลไกและระบบเทียมเพื่อปรับปรุงการทำงาน ศีลธรรมและความเหมาะสมของเทคโนโลยีดังกล่าวเป็นที่ถกเถียงกันโดยกลุ่มทรานส์ฮิวแมนิสต์ นักจริยธรรมอื่นๆ และบุคคลทั่วไป^{[ 134 ] [ 135 ] [ 136 ] [ 137 ]}ส่วนต่างๆ ของร่างกาย เช่น ขา แขน มือ เท้า และอื่นๆ สามารถทดแทนได้

การทดลองครั้งแรกกับบุคคลที่มีสุขภาพดีดูเหมือนจะเป็นการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษเควิน วอร์วิคในปี 2545 มี การฝังอุปกรณ์เข้าไปในระบบประสาทของวอร์วิคโดยตรงชุดอิเล็กโทรด ซึ่งประกอบด้วย อิเล็กโทรดประมาณหนึ่งร้อย ตัว ถูกวางไว้ในเส้นประสาทมีเดียน สัญญาณที่ผลิตได้มีความละเอียดมากพอที่แขนหุ่นยนต์จะสามารถเลียนแบบการเคลื่อนไหวของแขนของวอร์วิคเองและให้การตอบสนองแบบสัมผัสผ่านทางอุปกรณ์ฝังได้^{[ 138 ]}

บริษัทDEKAของDean Kamenได้พัฒนา "แขนลุค" ซึ่งเป็นแขนเทียมที่ควบคุมด้วยเส้นประสาท ขั้นสูง การทดลองทางคลินิกเริ่มขึ้นในปี 2551 ^{[ 139 ]}โดยได้รับการอนุมัติจาก FDA ในปี 2557 และคาดว่าจะเริ่มการผลิตเชิงพาณิชย์โดยUniversal Instruments Corporationในปี 2560 ราคาขายปลีกที่ Mobius Bionics คาดว่าจะอยู่ที่ประมาณ 100,000 ดอลลาร์สหรัฐ^{[ 140 ]}

จากการวิจัยเพิ่มเติมในเดือนเมษายน พ.ศ. 2562 พบว่ามีการปรับปรุงการทำงานของอวัยวะเทียมและความสะดวกสบายของระบบสวมใส่ส่วนบุคคลที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ แทนที่จะรวมเข้าด้วยกันด้วยตนเองหลังจากพิมพ์เสร็จ การรวมเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ที่จุดตัดระหว่างอวัยวะเทียมกับเนื้อเยื่อของผู้สวมใส่สามารถรวบรวมข้อมูล เช่น แรงกดบนเนื้อเยื่อของผู้สวมใส่ ซึ่งสามารถช่วยปรับปรุงอวัยวะเทียมประเภทนี้ให้ดียิ่งขึ้นไปอีก^{[ 141 ]}

ในช่วงต้นปี 2008 ออสการ์ ปิสโตริอุส "เบลดรันเนอร์" ชาวแอฟริกาใต้ ถูกตัดสิทธิ์จากการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูร้อนปี 2008 ชั่วคราว เนื่องจากขาเทียมแบบเหนือข้อเท้าของเขาถูกกล่าวหาว่าให้ความได้เปรียบอย่างไม่ยุติธรรมเหนือกว่านักวิ่งที่มีข้อเท้าปกติ นักวิจัยคนหนึ่งพบว่าขาเทียมของเขาใช้พลังงานน้อยกว่านักวิ่งที่ไม่พิการที่วิ่งด้วยความเร็วเท่ากันถึงร้อยละ 25 คำตัดสินนี้ถูกพลิกกลับในการอุทธรณ์ โดยศาลอุทธรณ์ระบุว่าไม่ได้พิจารณาถึงข้อดีและข้อเสียโดยรวมของขาเทียมของปิสโตริอุส

พิสโตริอุสไม่ได้ผ่านการคัดเลือกเข้าทีมชาติแอฟริกาใต้เพื่อไปแข่งขันโอลิมปิก แต่เขาก็คว้าชัยชนะในการแข่งขันพาราลิมปิกฤดูร้อนปี 2008และได้รับการตัดสินว่ามีสิทธิ์เข้าร่วมการแข่งขันโอลิมปิกในอนาคตได้ เขาผ่านการคัดเลือกไปแข่งขันชิงแชมป์โลกปี 2011 ที่เกาหลีใต้ และเข้าถึงรอบรองชนะเลิศ แต่จบลงด้วยอันดับสุดท้ายในแง่ของเวลา โดยเขาได้อันดับที่ 14 ในรอบแรก หากทำสถิติส่วนตัวที่ดีที่สุดในระยะ 400 เมตรได้ เขาน่าจะได้อันดับที่ 5 ในรอบชิงชนะเลิศ ในการแข่งขันโอลิมปิกฤดูร้อนปี 2012ที่ลอนดอน พิสโตริอุสกลายเป็นนักวิ่งขาพิการคนแรกที่เข้าร่วมการแข่งขันกีฬาโอลิมปิก^{[ 142 ]}เขาลงแข่งขันในรอบรองชนะเลิศของการแข่งขันวิ่ง 400 เมตร^{[ 143 ] [ 144 ] [ 145 ]}และรอบชิงชนะเลิศของการแข่งขันวิ่งผลัด 4 × 400 เมตร^{[ 146 ]}เขายังเข้าร่วมการแข่งขัน 5 รายการในการแข่งขันพาราลิมปิกฤดูร้อนปี 2012ที่ลอนดอน อีกด้วย ^{[ 147 ]}

ในการออกแบบขาเทียมเหนือข้อเท้า มีปัจจัยหลายประการที่ต้องพิจารณา ผู้ผลิตต้องเลือกสิ่งที่ตนให้ความสำคัญเป็นอันดับแรกเกี่ยวกับปัจจัยเหล่านี้

ถึงกระนั้นก็ยังมีองค์ประกอบบางอย่างของกลไกเบ้าและเท้าเทียมที่มีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับนักกีฬา และสิ่งเหล่านี้คือจุดสนใจของบริษัทผลิตขาเทียมไฮเทคในปัจจุบัน:

• ความพอดี – ผู้ที่ถูกตัดแขนขาและเล่นกีฬาหรือผู้ที่มีกระดูกเหลืออยู่ อาจต้องการความพอดีของเบ้าแขนขาที่ละเอียดถี่ถ้วน ในขณะที่ผู้ป่วยที่ไม่ค่อยออกกำลังกายอาจรู้สึกสบายกับเบ้าแขนขาแบบ "สัมผัสเต็มที่" และแผ่นรองเจล
• การกักเก็บและส่งคืนพลังงาน – การกักเก็บพลังงานที่ได้รับจากการสัมผัสพื้นดินและการใช้พลังงานที่กักเก็บไว้นั้นเพื่อขับเคลื่อน
• การดูดซับพลังงาน – ลดผลกระทบจากการกระแทกอย่างรุนแรงต่อระบบกระดูกและกล้ามเนื้อให้เหลือน้อยที่สุด
• การปรับตัวให้เข้ากับพื้นดิน – ความเสถียรที่ไม่ขึ้นอยู่กับประเภทของภูมิประเทศและมุมเอียง
• การหมุน – ความง่ายในการเปลี่ยนทิศทาง
• น้ำหนัก – เพื่อเพิ่มความสบาย ความสมดุล และความเร็วให้สูงสุด
• ระบบช่วงล่าง – วิธีที่เบ้าจะเชื่อมต่อและยึดติดกับแขนขา

นอกจากนี้ ผู้ซื้อยังคำนึงถึงปัจจัยอื่นๆ อีกมากมาย:

• เครื่องสำอาง
• ค่าใช้จ่าย
• ใช้งานง่าย
• มีขนาดให้เลือก

คุณลักษณะสำคัญของการออกแบบและผลิตขาเทียมคือแนวคิดเรื่อง "การออกแบบเพื่อคนพิการ" อาจฟังดูเป็นความคิดที่ดีที่ทำให้คนพิการสามารถมีส่วนร่วมในการออกแบบอย่างเท่าเทียม แต่ในความเป็นจริงแล้วไม่ใช่เช่นนั้น แนวคิดเรื่องการออกแบบเพื่อคนพิการนั้นมีปัญหาตั้งแต่ความหมายแฝงของคำว่า "พิการ" มันบอกผู้ที่ถูกตัดแขนขาว่ามีวิธีการเคลื่อนไหวและการเดินที่ถูกต้องและไม่ถูกต้อง และหากผู้ที่ถูกตัดแขนขาปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมด้วยวิธีการของตนเอง นั่นคือวิธีที่ผิด นอกจากความหมายแฝงของคำว่า "พิการ" แล้ว หลายคนที่ออกแบบเพื่อคนพิการนั้นไม่ได้พิการจริง ๆ "การออกแบบเพื่อคนพิการ" จากประสบการณ์เหล่านี้ จึงใช้ความพิการเป็นเป้าหมาย โดยที่นักออกแบบที่ไม่พิการรู้สึกว่าพวกเขาได้เรียนรู้เกี่ยวกับงานของตนอย่างถูกต้องจากประสบการณ์จำลองของตนเอง การจำลองนั้นทำให้เข้าใจผิดและเป็นการทำร้ายคนพิการ ดังนั้นการออกแบบที่เกิดขึ้นจากสิ่งนี้จึงมีปัญหาอย่างมาก การมีส่วนร่วมในการออกแบบสำหรับผู้พิการควรจะ... โดยมีสมาชิกในทีมที่มีความพิการที่เกี่ยวข้องและเป็นส่วนหนึ่งของชุมชนที่มีความสำคัญต่อการวิจัย^{[ 148 ]}ซึ่งนำไปสู่การที่ผู้คนซึ่งไม่รู้ถึงประสบการณ์ส่วนตัวในชีวิตประจำวัน ออกแบบวัสดุที่ไม่ตรงกับความต้องการหรือขัดขวางความต้องการของผู้ที่มีความพิการจริง

ในสหรัฐอเมริกา แขนขาเทียมทั่วไปมีราคาตั้งแต่ 15,000 ถึง 90,000 ดอลลาร์ ขึ้นอยู่กับประเภทของแขนขาเทียมที่ผู้ป่วยต้องการ โดยทั่วไปแล้ว ผู้ป่วยจะต้องจ่าย 10%–50% ของราคาทั้งหมดของแขนขาเทียมหากมีประกันสุขภาพ ในขณะที่บริษัทประกันจะครอบคลุมส่วนที่เหลือ เปอร์เซ็นต์ที่ผู้ป่วยจ่ายจะแตกต่างกันไปตามประเภทของแผนประกัน รวมถึงแขนขาเทียมที่ผู้ป่วยร้องขอ^{[ 149 ]}ในสหราชอาณาจักร ยุโรปส่วนใหญ่ ออสเตรเลีย และนิวซีแลนด์ ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของแขนขาเทียมได้รับการสนับสนุนจากรัฐหรือประกันภัยตามกฎหมาย ตัวอย่างเช่น ในออสเตรเลีย แขนขาเทียมได้รับการสนับสนุนอย่างเต็มที่จากโครงการของรัฐในกรณีที่ต้องตัดแขนขาเนื่องจากโรค และจากค่าชดเชยแรงงานหรือประกันภัยอุบัติเหตุทางจราจรในกรณีที่ต้องตัดแขนขาเนื่องจากอุบัติเหตุส่วนใหญ่^{[ 150 ]}โครงการประกันภัยความพิการแห่งชาติซึ่งกำลังดำเนินการทั่วประเทศระหว่างปี 2017 ถึง 2020 ยังครอบคลุมค่าใช้จ่ายสำหรับอุปกรณ์เทียมด้วย

ขาเทียมแบบ Transradial (การตัดแขนใต้ข้อศอก) และ Transtibial (การตัดแขนใต้เข่า) โดยทั่วไปมีราคาอยู่ระหว่าง 6,000 ถึง 8,000 ดอลลาร์ สหรัฐ ในขณะที่ขาเทียมแบบ Transfemoral (การตัดแขนเหนือเข่า) และ Transhumeral (การตัดแขนเหนือข้อศอก) มีราคาประมาณสองเท่า โดยมีช่วงราคาตั้งแต่ 10,000 ถึง 15,000 ดอลลาร์สหรัฐ และบางครั้งอาจมีราคาสูงถึง 35,000 ดอลลาร์สหรัฐ ค่าใช้จ่ายของขาเทียมมักจะเกิดขึ้นซ้ำๆ ในขณะที่ขาเทียมโดยทั่วไปจำเป็นต้องเปลี่ยนทุกๆ 3-4 ปีเนื่องจากการสึกหรอจากการใช้งานในชีวิตประจำวัน นอกจากนี้ หากเบ้าขาเทียมมีปัญหาเรื่องความพอดี เบ้าขาเทียมจะต้องถูกเปลี่ยนภายในไม่กี่เดือนหลังจากเริ่มมีอาการปวด หากความสูงเป็นปัญหา ส่วนประกอบต่างๆ เช่น เสาหลัก สามารถเปลี่ยนได้^{[ 151 ]}

ผู้ป่วยไม่เพียงแต่ต้องจ่ายค่าแขนขาเทียมหลายชิ้นเท่านั้น แต่ยังต้องจ่ายค่ากายภาพบำบัดและกิจกรรมบำบัดที่มาพร้อมกับการปรับตัวให้เข้ากับการใช้ชีวิตกับแขนขาเทียมด้วย ซึ่งแตกต่างจากค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ของแขนขาเทียม โดยทั่วไปผู้ป่วยจะจ่ายค่าบำบัดเพียง 2,000 ถึง 5,000 ดอลลาร์ในช่วงปีแรกหรือสองปีแรกของการใช้ชีวิตในฐานะผู้พิการแขนขา เมื่อผู้ป่วยแข็งแรงและคุ้นเคยกับแขนขาใหม่แล้ว พวกเขาจะไม่ต้องเข้ารับการบำบัดอีกต่อไป ตลอดช่วงชีวิต คาดการณ์ว่าผู้พิการแขนขาโดยทั่วไปจะต้องเข้ารับการรักษาเป็นมูลค่า 1.4 ล้านดอลลาร์ ซึ่งรวมถึงการผ่าตัด แขนขาเทียม และการบำบัด^{[ 149 ]}

ขาเทียมเหนือเข่าราคาประหยัดมักให้การรองรับโครงสร้างพื้นฐานเท่านั้นโดยมีฟังก์ชันการทำงานที่จำกัด ฟังก์ชันนี้มักทำได้ด้วยข้อเข่าที่หยาบ ไม่สามารถขยับได้ ไม่มั่นคง หรือล็อคด้วยมือ องค์กรจำนวนจำกัด เช่น คณะกรรมการกาชาดสากล (ICRC) สร้างอุปกรณ์สำหรับประเทศกำลังพัฒนา อุปกรณ์ของพวกเขาซึ่งผลิตโดย CR Equipments เป็นข้อเข่าเทียมโพลีเมอร์แบบแกนเดียวที่ล็อคด้วยมือ^{[ 152 ]}

ตาราง. รายชื่อเทคโนโลยีข้อเข่าตามการทบทวนวรรณกรรม^{[ 86 ]}

แผนการสร้างขาเทียมราคาประหยัดที่ออกแบบโดย Sébastien Dubois ได้รับการนำเสนอในงานนิทรรศการและงานประกาศรางวัลการออกแบบนานาชาติประจำปี 2007 ที่โคเปนเฮเกน ประเทศเดนมาร์ก ซึ่งได้รับรางวัลIndex: Awardโดยสามารถสร้างขาเทียมแบบคืนพลังงานได้ใน ราคา 8.00 ดอลลาร์ สหรัฐ ซึ่งประกอบด้วยไฟเบอร์กลาสเป็น หลัก ^{[ 153 ]}

ก่อนทศวรรษ 1980 ขาเทียมช่วยฟื้นฟูความสามารถในการเดินขั้นพื้นฐานเท่านั้น อุปกรณ์รุ่นแรกๆ เหล่านี้มีลักษณะเป็นเพียงส่วนต่อเติมเทียมที่เชื่อมต่อส่วนที่เหลืออยู่ของขากับพื้น

การเปิดตัว Seattle Foot (Seattle Limb Systems) ในปี 1981 ได้ปฏิวัติวงการ โดยนำแนวคิดของขาเทียมเก็บพลังงาน (Energy Storing Prosthetic Foot หรือ ESPF) มาสู่สายตาชาวโลก บริษัทอื่นๆ ก็เริ่มผลิตตามมาในไม่ช้า และในระยะเวลาไม่นานก็มีขาเทียมเก็บพลังงานหลายรุ่นวางจำหน่ายในตลาด แต่ละรุ่นใช้กลไกส้นเท้าแบบบีบอัดได้ ส้นเท้าจะถูกบีบอัดเมื่อสัมผัสพื้นครั้งแรกเพื่อเก็บพลังงาน จากนั้นพลังงานนั้นจะถูกส่งกลับมาในระหว่างช่วงหลังของการสัมผัสพื้นเพื่อช่วยผลักดันร่างกายไปข้างหน้า

นับตั้งแต่นั้นมา อุตสาหกรรมขาเทียมก็ถูกครอบงำด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและค่อยเป็นค่อยไปในด้านประสิทธิภาพ ความสะดวกสบาย และความสามารถในการจำหน่าย

ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ชิ้นเดียวได้โดยไม่ต้องใช้แม่พิมพ์ โลหะ ดังนั้นต้นทุนจึงสามารถลดลงได้อย่างมาก^{[ 154 ]}

ขาเทียม Jaipur Foot จาก เมืองชัยปุระประเทศอินเดียมีราคาประมาณ 40 ดอลลาร์สหรัฐ

ปัจจุบันมี ฟอรัม การออกแบบอวัยวะเทียมแบบเปิดที่เรียกว่า " โครงการอวัยวะเทียมแบบเปิด " กลุ่มนี้จ้างผู้ร่วมงานและอาสาสมัครเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีอวัยวะเทียมในขณะที่พยายามลดต้นทุนของอุปกรณ์ที่จำเป็นเหล่านี้^{[ 155 ]} Open Bionicsเป็นบริษัทที่กำลังพัฒนามือเทียมหุ่นยนต์แบบโอเพนซอร์ส พวกเขาใช้การพิมพ์ 3 มิติในการผลิตอุปกรณ์และเครื่องสแกน 3 มิติราคาประหยัดเพื่อติดตั้งลงบนแขนขาที่เหลืออยู่ของผู้ป่วยแต่ละราย การใช้การพิมพ์ 3 มิติของ Open Bionics ช่วยให้สามารถออกแบบได้เฉพาะบุคคลมากขึ้น เช่น "แขนฮีโร่" ซึ่งรวมสี พื้นผิว และแม้แต่สุนทรียภาพที่ผู้ใช้ชื่นชอบเพื่อให้ดูเหมือนซูเปอร์ฮีโร่หรือตัวละครจากStar Warsโดยมีเป้าหมายเพื่อลดต้นทุน การศึกษาทบทวนเกี่ยวกับมือเทียมที่พิมพ์ออกมาหลากหลายประเภทพบว่าเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติมีแนวโน้มที่ดีสำหรับการออกแบบอวัยวะเทียมเฉพาะบุคคล มีราคาถูกกว่าอวัยวะเทียมเชิงพาณิชย์ที่มีจำหน่ายในตลาด และมีราคาแพงกว่ากระบวนการผลิตจำนวนมาก เช่น การฉีดขึ้นรูป การศึกษาเดียวกันนี้ยังพบว่าหลักฐานเกี่ยวกับการทำงาน ความทนทาน และการยอมรับของผู้ใช้ของแขนเทียมที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติยังคงขาดอยู่^{[ 156 ]}

ในสหรัฐอเมริกา พบว่ามีเด็ก 32,500 คน (<21 ปี) ที่ได้รับการตัดแขนขาใหญ่ โดยมีผู้ป่วยรายใหม่ 5,525 รายในแต่ละปี ซึ่งในจำนวนนี้ 3,315 รายเป็นการตัดแขนขาแต่กำเนิด^{[ 157 ]}

Carr et al. (1998) ได้ทำการศึกษาการตัดแขนขาที่เกิดจากทุ่นระเบิดในอัฟกานิสถาน บอสเนียและเฮอร์เซโกวีนา กัมพูชา และโมซัมบิก ในกลุ่มเด็ก (<14 ปี) โดยแสดงค่าประมาณที่ 4.7, 0.19, 1.11 และ 0.67 ต่อเด็ก 1,000 คน ตามลำดับ^{[ 158 ]} Mohan (1986) ระบุว่าในอินเดียมีผู้พิการแขนขาทั้งหมด 424,000 คน (23,500 คนต่อปี) ซึ่ง 10.3% มีความพิการตั้งแต่อายุต่ำกว่า 14 ปี คิดเป็นจำนวนเด็กที่ขาดแขนขาประมาณ 43,700 คนในอินเดียเพียงประเทศเดียว^{[ 159 ]}

มีอุปกรณ์เทียมราคาประหยัดสำหรับเด็กจำนวนไม่มากนัก ตัวอย่างของอุปกรณ์เทียมราคาประหยัด ได้แก่:

เสาถือมือนี้พร้อมแถบหนังหรือแท่นรองรับสำหรับแขนขาเป็นหนึ่งในวิธีแก้ปัญหาที่ง่ายและราคาถูกที่สุดที่พบ มันใช้งานได้ดีในระยะสั้น แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดการหดตัวอย่างรวดเร็วหากไม่ได้ยืดแขนขาเป็นประจำทุกวันผ่านชุดการเคลื่อนไหว (RoM) ^{[ 83 ]}

วิธีแก้ปัญหาที่ค่อนข้างง่ายนี้ประกอบด้วยเบ้าปูนปลาสเตอร์ที่มีท่อไม้ไผ่หรือท่อพีวีซีอยู่ด้านล่าง ซึ่งอาจติดเข้ากับเท้าเทียมได้ วิธีนี้ช่วยป้องกันการหดตัวของข้อเข่าเนื่องจากข้อเข่าสามารถเคลื่อนไหวได้เต็มช่วงการเคลื่อนไหว (RoM) คอลเลกชัน David Werner ซึ่งเป็นฐานข้อมูลออนไลน์สำหรับการช่วยเหลือเด็กพิการในหมู่บ้าน มีคู่มือการผลิตวิธีแก้ปัญหาเหล่านี้^{[ 160 ]}

วิธีแก้ปัญหานี้สร้างขึ้นโดยใช้หลักอานจักรยานคว่ำเป็นฐาน ทำให้มีความยืดหยุ่นและสามารถปรับความยาวได้ เป็นวิธีแก้ปัญหาที่ราคาถูกมาก โดยใช้วัสดุที่หาได้ในท้องถิ่น^{[ 161 ]}

เป็นขาเทียมแบบโมดูลาร์จากอินเดีย ซึ่งใช้ชิ้นส่วนเทอร์โมพลาสติก ข้อดีหลักคือมีน้ำหนักเบาและปรับตัวได้^{[ 83 ]}

ขาเทียมแบบโมโนลิมบ์เป็นขาเทียมที่ไม่สามารถปรับเปลี่ยนได้ จึงต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญด้านขาเทียมที่มีประสบการณ์มากกว่าในการปรับแต่งให้เหมาะสม เนื่องจากแทบจะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงการจัดแนวได้หลังจากการผลิต อย่างไรก็ตาม โดยเฉลี่ยแล้วความทนทานของขาเทียมแบบโมโนลิมบ์จะดีกว่าขาเทียมแบบโมดูลาร์ราคาประหยัด^{[ 162 ]}

นักทฤษฎีหลายคนได้สำรวจความหมายและนัยยะของการขยายร่างกายด้วยอวัยวะ เทียม Elizabeth Groszเขียนว่า “สิ่งมีชีวิตใช้เครื่องมือ เครื่องประดับ และอุปกรณ์ต่างๆ เพื่อเสริมศักยภาพของร่างกาย ร่างกายของพวกมันขาดอะไรบางอย่างที่พวกมันจำเป็นต้องทดแทนด้วยอวัยวะเทียมหรืออวัยวะทดแทนหรือไม่?...หรือในทางกลับกัน อวัยวะเทียมควรได้รับการเข้าใจในแง่ของการจัดระเบียบและการแพร่กระจายทางสุนทรียศาสตร์ ซึ่งเป็นผลมาจากความคิดสร้างสรรค์ที่ทำงานเกินกว่าและอาจจะขัดกับความต้องการในทางปฏิบัติหรือไม่?” ^{[ 163 ]} Elaine Scarryโต้แย้งว่าสิ่งประดิษฐ์ทุกชิ้นสร้างและขยายร่างกาย เก้าอี้เสริมโครงกระดูก เครื่องมือเสริมมือ เสื้อผ้าเสริมผิวหนัง^{[ 164 ]}ในความคิดของ Scarry นั้น “เฟอร์นิเจอร์และบ้านเรือนไม่ได้อยู่ภายในร่างกายมนุษย์มากไปกว่าอาหารที่ร่างกายดูดซึมเข้าไป และไม่ได้แตกต่างไปจากอวัยวะเทียมที่ซับซ้อนอย่างเช่นปอดเทียม ตาเทียม และไตเทียมอย่างพื้นฐาน การบริโภคสิ่งของที่ผลิตขึ้นทำให้ร่างกายกลับด้าน เปิดรับและเป็นส่วนหนึ่งของวัฒนธรรมของวัตถุ” ^{[ 165 ]} Mark Wigleyศาสตราจารย์ด้านสถาปัตยกรรม ยังคงสานต่อแนวคิดนี้เกี่ยวกับวิธีที่สถาปัตยกรรมเสริมความสามารถตามธรรมชาติของเรา และโต้แย้งว่า “การทำให้เอกลักษณ์เลือนลางเกิดขึ้นจากอวัยวะเทียมทั้งหมด” ^{[ 166 ]}งานบางส่วนนี้อาศัย ลักษณะเฉพาะของ Freudในยุคแรกๆ เกี่ยวกับความสัมพันธ์ของมนุษย์กับวัตถุว่าเป็นความสัมพันธ์แบบขยาย

อวัยวะเทียมสามารถมีบทบาทสำคัญในการรับรู้ตนเองของบุคคลและการรับรู้ของผู้อื่น การใช้อวัยวะเทียมช่วยให้บุคคลสามารถหลีกเลี่ยงการตีตราทางสังคมหรือสร้างความมั่นใจในตนเองได้มากขึ้น ลดปัญหาทางอารมณ์ที่เกี่ยวข้องกับความพิการดังกล่าว^{[ 167 ]}สำหรับผู้ที่ได้รับการตัดแขนขา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากความเจ็บป่วยหรืออุบัติเหตุอย่างกะทันหัน อารมณ์ที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียแขนขาอาจส่งผลต่อประสบการณ์การใช้อวัยวะเทียมของพวกเขา อวัยวะเทียมอาจช่วยฟื้นฟูความเชื่อมโยงของบุคคลกับร่างกายของตน แต่ก็อาจรู้สึกเหมือนเป็นการรบกวนอีกอย่างหนึ่งในช่วงเวลาอันเจ็บปวด^{[ 168 ]}

แม้ว่าหลายคนจะได้รับประโยชน์ทางอารมณ์จากการใส่เครื่องช่วยพยุง แต่บางคนก็ไม่ชอบที่มันพยายามปกปิดและ 'ทำให้เป็นปกติ' ร่างกายของพวกเขาเพื่อความสบายใจของผู้อื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของเครื่องช่วยพยุงที่ไม่มีฟังก์ชันการใช้งานจริง ใน หนังสือ The Cancer JournalsของAudre Lordeเธอได้ให้เหตุผลว่าทำไมเธอถึงเลือกที่จะไม่ใส่เครื่องช่วยพยุงเต้านมหลังจากการผ่าตัดเต้านมออกว่า "เครื่องช่วยพยุงให้ความสบายใจที่ว่างเปล่าว่า 'ไม่มีใครรู้ความแตกต่างหรอก'" ^{[ 169 ]}

นอกจากนี้ยังมีข้อกังวลด้านจริยธรรมมากมายเกี่ยวกับวิธีการผลิตและการสร้างอวัยวะเทียม ประเด็นด้านจริยธรรมที่หลากหลายเกิดขึ้นจากการทดลองและการใช้งานทางคลินิกของอวัยวะเทียมรับความรู้สึก เช่น การทดลองกับสัตว์ การยินยอมโดยแจ้งให้ทราบล่วงหน้า เช่น ในผู้ป่วยที่มีอาการล็อกอินซินโดรมที่อาจบรรเทาได้ด้วยอวัยวะเทียมรับความรู้สึก ความคาดหวังที่ไม่สมจริงของผู้เข้าร่วมการวิจัยที่ทดสอบอุปกรณ์ใหม่^{[ 170 ]}วิธีการผลิตอวัยวะเทียมและการทดสอบความสามารถในการใช้งานของอุปกรณ์เป็นข้อกังวลหลักในวงการแพทย์ แม้ว่าจะมีข้อดีมากมายเมื่อมีการประกาศการออกแบบอวัยวะเทียมใหม่ แต่กระบวนการที่อุปกรณ์มาถึงจุดนี้ทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับจริยธรรมของอวัยวะเทียม

นอกจากนี้ยังมีการถกเถียงกันมากมายในกลุ่มผู้ใช้ขาเทียมว่าควรใส่ขาเทียมหรือไม่ ประเด็นนี้เกิดขึ้นจากคำถามที่ว่าขาเทียมช่วยในการดำรงชีวิตประจำวันหรือทำให้ยากขึ้น หลายคนปรับตัวกับการสูญเสียแขนขาและสามารถใช้ชีวิตประจำวันได้ และไม่จำเป็นต้องใช้ขาเทียม ไม่ใช่ผู้ที่ถูกตัดแขนขาทุกคนจะใส่ขาเทียม จากการสำรวจระดับชาติในปี 2011 ในกลุ่มผู้ที่ถูกตัดแขนขาในออสเตรเลีย องค์กร Limbs 4 Life พบว่า 7 เปอร์เซ็นต์ของผู้ที่ถูกตัดแขนขาไม่ได้ใส่ขาเทียม และจากการศึกษาในโรงพยาบาลอีกแห่งในออสเตรเลีย ตัวเลขนี้ใกล้เคียงกับ 20 เปอร์เซ็นต์^{[ 171 ]}หลายคนรายงานว่ารู้สึกไม่สบายตัวเมื่อใส่ขาเทียมและไม่ต้องการใส่ บางคนถึงกับรายงานว่าการใส่ขาเทียมนั้นยุ่งยากกว่าการไม่ใส่เลยด้วยซ้ำ

• เฮนรี วิลเลียม พาเก็ต มาร์ควิสแห่งแองเกิลซีย์องค์ที่ 1 (ค.ศ. 1768–1854) ซึ่งในขณะนั้นรู้จักกันในนามลอร์ดอักซ์บริดจ์ผู้ซึ่งขาข้าง หนึ่ง ถูกตัดออกในยุทธการวอเตอร์ลู
• เจน กอร์ดอน ดัชเชสแห่งกอร์ดอนสวมถุงมือที่มีนิ้วแกะสลักไว้ เนื่องจากประสบอุบัติเหตุในวัยเด็ก
• มารี โมเอ็นท์มันน์ (ค.ศ. 1900–1974) ผู้รอดชีวิตจากอุบัติเหตุในโรงงานอุตสาหกรรมตั้งแต่ยังเด็ก
• เทอร์รี ฟ็อกซ์ (1958–1981) นักกีฬาชาวแคนาดา นักมนุษยธรรม และนักเคลื่อนไหวเพื่อการวิจัยโรคมะเร็ง
• ออสการ์ ปิสโตริอุส (เกิดปี 1986) อดีตนักวิ่งระยะสั้นอาชีพชาวแอฟริกาใต้
• แฮโรลด์ รัสเซลล์ (1914–2002) อดีตทหารผ่านศึกสงครามโลกครั้งที่ 2 และนักแสดงเจ้าของรางวัลออสการ์

• นูอาด้ากษัตริย์ในตำนาน สูญเสียแขนข้างหนึ่งในการรบ แต่ได้รับแขนสีเงินมาแทนที่
• วิษฐาละถูกกล่าวถึงในฤคเวทว่าสูญเสียขาข้างหนึ่งในการรบ แต่ได้รับ "ขาเหล็ก" แทน

ลองค้นหาคำว่า "อวัยวะเทียม"ในวิกิพีเดีย ซึ่งเป็นพจนานุกรมเสรี

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับอวัยวะเทียม

• ผู้พิการแขนขาชาวอัฟกันเล่าเรื่องราวของพวกเขาในการรวมตัวที่รัฐเท็กซัส (Fayetteville Observer)
• อุปกรณ์เทียมสมัยใหม่สามารถช่วยฟื้นคืนประสาทสัมผัสได้จริงหรือไม่? (รายการ PBS Newshour)
• ขอปรบมือให้ริคจากหนังสือพิมพ์ Fayetteville Observer
• อวัยวะเทียม แขนขาเทียม และส่วนประกอบต่างๆ คืออะไร(เก็บถาวรเมื่อ 18 กรกฎาคม 2022 ที่Wayback Machine)
• ฉันมีแขนเทียมที่ทันสมัยที่สุดในโลกชิ้นหนึ่ง – แต่ฉันกลับเกลียดมันโดย บริตต์ เอช. ยัง
• การทบทวนอย่างเป็นระบบของการทดลองแบบสุ่มที่มีกลุ่มควบคุมเพื่อประเมินประสิทธิผลของการแทรกแซงด้วยอุปกรณ์เทียมและอุปกรณ์เสริมกระดูก