Mensen dezelfde kansen geven om te kunnen rennen, dat is wat de Duitse Felix Plappert wil. Als student elektrotechniek werkte hij aan het project “Bladerunner 2020” van het onderzoekscentrum imec Nederland. Met de blade, ook wel sprintlepel genoemd, kunnen mensen die een been missen toch rennen. Zo’n technisch wonder maken, dat is een kostbaar proces. Het is dan ook niet voor iedereen is weggelegd er een aan te schaffen. Daar willen Plappert en Eva Wentink, senior biomedisch ingenieur imec Nederland, verandering in aanbrengen. Ze ontwikkelden sensoren die tijdens het lopen meten hoever de blade inveert. 

Springveer

Anders dan een normale prothese veert de blade in geeft de energie die daarna vrijkomt aan de loper. Gemaakt van tachtig tot negentig lagen koolstofvezels is het een zeer stug stukje techniek. Pas als je er je volle gewicht opzet veert hij in, legt Wentink uit. “Het werkt eigenlijk net zo als een springveer.” 

In stilstand is de blade langer dan het gezonde been. “Als je gaat rennen moet je eerst op snelheid komen om de ideale invering te krijgen”, gaat Plappert verder. Bij de een is dat bij tien kilometer per uur bij de andere bij een snelheid van twaalf kilometer per uur. Er is weinig bekend over de interactie van de blade met het lichaam. Er is wel onderzoek naar de invering, maar dat gebeurt vooral in het lab, op een loopband, zegt Plappert. “Dat is toch anders dan in het veld.”

Zelfstandig gebruiken

Een van de eisen voor de sensoren was dan ook dat een loper het systeem buiten kan gebruiken. Tijdens een training of wedstrijd, ongeacht de afstand. Wentink: “Een 100 meter sprint of twee kilometer rennen of langer, dat moet niet uitmaken.” En het moest vooral een makkelijk toepasbaar meetinstrument worden. “De loper moet het zelfstandig kunnen gebruiken, aanbrengen en uitlezen.”

Uiteindelijk zijn het een camera en bewegingssensoren geworden die je op de blade monteert. De camera meet tijdens de loop wat de blade doet, de sensoren meten de positie. Na de loop laad je de videos in en berekent een algoritme de invering, legt Wentink uit. Om te testen of het systeem werkelijk meet wat het zou moeten meten, voerden de twee eerst testen in het lab uit. Op een krachtplaat. Ook waren er testen op de atletiekbaan. Met een high speed camera aan de kant van de baan die data regisseert als je er voorbij loopt of voor staat te springen, zegt Wentink. 

Eenmaal gevalideerd, was de laatste stap in het project de test met blade runners. Plappert: “Die waren blij met dit onderzoek en vonden het leuk om te helpen.” Onderzoek naar blades is schaars, de markt voor de blades is klein. “In Nederland zijn er zo’n dertig mensen die een blade gebruiken”, zegt Wentink.

“Keiharde waarheid”

Jacco Middelveldt is een van die bladerunners. Op op 32-jarige leeftijd, in 1993, brak hij zijn scheenbeen. Zestien operaties, verschillende ontstekingen en dystrofie later werd zijn onderbeen geamputeerd. Dat betekende een streep door zijn passies voetballen en motorrijden. “Het was de keiharde waarheid.”  

Zijn amputatie betekent echter niet dat Middelveldt zich achter zijn beperking verstopt, zo zegt hijzelf. Binnen het jaar fietste Middelveldt Luik-Bastenaken-Luik. Hij is de eerste Nederlander die op een blade de marathon uitliep, dat was tijdens de marathon van Rotterdam in 2010. Daarna volgden er nog twee. Ook is hij de eerste Nederlandse blade-runner die aan de 500 kilometer lange estafetteloop Roparun meedoet. Dit jaar staat die loop weer op zijn lijstje en rent hij voor de derde keer in twee dagen 68 kilometer.

De slijtageslag van een marathon heeft hij nu wel gezien, vertelt hij. Obstacle runs zijn het tegenwoordig voor hem. Daar kan hij zijn ei in kwijt. “Het heeft alles: techniek, snelheid, conditie, kracht.” Dit jaar hoopt hij mee te doen aan het WK in Sochi. 

Dat er met nieuwe technieken meer mogelijk wordt voor mensen met een prothese, vindt Middelveldt belangrijk. “Het is voor je loopcomfort nodig dat je het gevoel hebt met twee normale benen te rennen. Dat is het allerbelangrijkste.” De blade is stug en op een ongelijke weg met klinkers pak je elk kuiltje of steentje mee, zegt Middelveldt: “Je bent constant aan het corrigeren.” 

Hindernissen als rustmomenten

Een blade heeft geen functie zoals de enkel, gaat hij verder. “Daarom is de corestability heel belangrijk.” Die core zit bij Middelveldt wel goed. “De hindernissen van een obstacle run zijn voor mij eigenlijk de rustmomenten. Het lopen op ongelijk terrein is het moeilijkste. Maar ik vind het leuk om te laten zien: ‘Jongens kijk naar de dingen die je wel kan.’”

Dankzij een vergoedingsafspraak met de Drentse gemeente Westerveld (hij mocht de rolstoelvergoeding gebruiken voor de aanschaf van een blade) rent Middelveldt al sinds 2010 met een blade. Dat gebeurde mede met hulp van Össur, een wereldwijd bedrijf dat non-invasie orthopedische hulpmiddelen ontwikkelt.

Jacco Middelveldt © Pixel Dizign

Niet iedereen heeft een leverancier achter zich. “Omdat de blade duur is, zijn mensen al blij als ze er een kunnen krijgen”, vertelt imecs Eva Wentink. Zij kent voorbeelden dat recreanten er een krijgen van een professionele atleet voor wie de blade niet meer stijf genoeg is. “Die stijfheid maakt dan voor die volgende gebruiker niet meer uit, als hij maar kan rennen.”

Met het meetsysteem van imec kunnen ook alle blade-lopers, professional of recreant, meten of hun blade nog voldoet. Wentink: “Dat hoeft niet te betekenen dat ze een nieuwe aan moeten schaffen. Je kunt de blade ook langer maken, wat niet zo voor de hand ligt, omdat je dan met schroeven moet gaan werken. Of je past de manier aan waarop de blade aan het lichaam zit.”

Meer onderzoek

Maar voor het überhaupt zover is, is er meer onderzoek nodig, zegt Wentink. Daarvoor is zij in gesprek met Papendal. “Uiteindelijk zou het mooi zijn als het een product wordt dat de lopers direct kunnen gebruiken. We zijn op zoek naar partners die ons daarbij willen helpen.”

Plappert studeerde met dit project af en wil graag verder in de wereld van protheses. Dit project was voor hem een unieke kans, zo zegt hij. De markt is zo klein dat er maar weinig bedrijven zijn die zich richten op blades. Terwijl rennen voor mensen met een prothese ook “gewoon” moet zijn, meent Plappert. “En ik vind het interessant dat we met technologie iets aan ons lichaam kunnen vervangen, dat zich over honderdduizend jaren heeft geëvolueerd.” 

Het project “Blades of Glory” valt onder het overkoepelende Vlaams-Nederlandse Nano4Sports project dat sensortechnologie gebruikt om slimme innovaties te ontwikkelen waardoor meer mensen langer en gezonder kunnen bewegen. Een Europese Interregsubsidie financiert Nano4Sports.