Un ingeniero argentino diseña una innovadora prótesis total de rodilla y pie
ARGENTINA INVESTIGA/DICYT La discapacidad física de miembro inferior afecta a miles de personas en el país. Entre los casos más frecuentes se encuentra la amputación transfemoral, es decir, aquella que se hace a través del muslo del paciente y que, como consecuencia, deriva en la ausencia total de articulación fémoro-tibial móvil. Esta situación dificulta especialmente la movilidad, y en general todas las actividades cotidianas, ya que requiere de la utilización de muletas en forma permanente.
Cada persona que necesita una prótesis cuenta con características diferentes, tiene distintas necesidades y es por esto que el diseño debe ser de gran versatilidad para de ese modo adaptarse de manera eficiente a los futuros usuarios. Para resolver esta problemática, desde la Unidad de Investigación y Desarrollo Extensión y Transferencia, UIDET - GEMA, de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), desarrollaron un mecanismo policéntrico de cuatro barras que se integra al pie, para dar lugar a una prótesis total de rodilla y pie.
En este contexto se reconoció la necesidad de potenciar el desarrollo de este tipo de prótesis, con el objetivo de evitar los elevados costos de las prótesis importadas, que son hoy las únicas disponibles en el mercado. Pero a su vez, los investigadores destacan la importancia de “avanzar hacia la soberanía” en relación al desarrollo y fabricación de estos dispositivos para ponerlos al alcance de quienes los necesiten, sin importar clase social.
Diseño de prótesis de articulación de rodilla
En la actualidad existen diversos tipos de prótesis de articulación de rodilla que se basan en dos mecanismos principalmente, el de tipo bisagra o de eje simple, y el policéntrico; el de tipo bisagra o eje simple es más sencillo y tiene limitaciones, ya que en virtud de su simpleza no tiene control de postura y los pacientes amputados deben hacer uso de su fuerza muscular para mantenerse estables cuando se encuentran de pie; por otra parte, el mecanismo de tipo policéntrico es más complejo, en la actualidad es el más eficiente porque tiene mayor estabilidad en la marcha que el de tipo bisagra y no se necesita fuerza muscular para mantener el equilibrio.
Matías Menghini, director del proyecto, explicó a Argentina Investiga que la “gran ventaja del arreglo policéntrico radica en que permite la estabilidad de la rodilla cuando se hace contacto con el talón y reduce la estabilidad al momento del despegue de la punta del pie, con ello se incrementa la distancia de contacto con el piso y se reduce la posibilidad de tropiezo”. Las prótesis de rodillas policéntricas son sistemas de cuatro barras, porque tienen cuatro eslabones rígidos y cuatro puntos de pivote.
El diseño es más complicado ya que está formado por centros múltiples instantáneos de rotación. Esencialmente consta de articulaciones anteriores y posteriores. Esta complejidad optimiza algunas características de la marcha y permite incrementar los niveles de estabilidad en la fase de apoyo brindando mayor naturalidad al movimiento de oscilación. De esta manera no se necesita esfuerzo por parte del usuario para mantenerse erguido.
En este diseño, la suma de las rotaciones policéntricas potenciales determina un centro instantáneo de rotación para cada instante del movimiento de la prótesis. La estabilidad en estos mecanismos es determinada por la distancia de sus centros instantáneos de rotación, cuanto mayor es la distancia, mayor es la estabilidad inherente del dispositivo durante la fase de la postura recta o de pie. Además, el diseño incorpora un cilindro neumático para permitir el control de giro con una velocidad variable para la marcha.
Diseño de prótesis de pie
Existen distintos tipos de prótesis de pie, dentro de las cuales se encuentran dos grandes grupos: los rígidos y los flexibles. Las prótesis rígidas son las más utilizadas por su sencillez, ya que sólo se busca una superficie de apoyo para poder descargar el peso de la persona al piso. Esto entraña un inconveniente: durante la marcha el paciente experimenta una serie de choques que no son beneficiosos. Las flexibles, por su parte, brindan mayor confort y estabilidad al caminar y es por ello que se optó por este tipo ortopedia, en la cual se emplean materiales compuestos para su diseño y fabricación.
Si bien los resultados de estas prótesis que se pueden usar juntas o separadas son altamente auspiciosos, ya que se logró obtener una excelente calidad a un bajo costo, los investigadores de la UNLP continúan trabajando para mejorar los resultados ya sea a nivel estético, como técnico.
Menghini explicó que en la actualidad se encuentra trabajando en un modelo de plástico, “el cual se pueda realizar mediante una impresora 3D, recientemente adquirida por la Unidad de Investigación, para lo que ya realice algunas impresiones de probetas y se imprimieron algunas piezas de la prótesis de uno de los primeros modelos”. Una de las ventajas de trabajar con este tipo de materiales es que se puede mejorar la estética de la prótesis, logrando que ésta sea más liviana y con un bajo costo.