PRÓTESIS: ALTERNATIVA DE VIDA
RESUMEN
Desde
hace mucho tiempo se ha buscado sustituir la perdida de algún miembro por algún
artefacto que pueda ejecutar la función original.
Una prótesis es una pieza, dispositivo o aparato que se
coloca en el cuerpo de una persona o animal para sustituir a un órgano, pieza o miembro
dañado o amputado. El desarrollo de prótesis involucra campos
como la biología, ingeniería, medicina, entre otras. Gracias al avance de estas
ciencias cada día se van perfeccionando las prótesis, permitiendo a las
personas reintegrarse a sus actividades de la vida cotidiana y de ámbito
laboral. Actualmente existen diversos tipos de
prótesis que se adaptan a las necesidades de las personas que requieren de
ellas. Los avances recientes en biónica han hecho posible el desarrollo de
prótesis más eficientes. Sin embargo, aún existen limitaciones y retos a
superar para que sean exitosas.
INTRODUCCIÓN
Cada
persona es individual, camina de manera distinta y a diferente velocidad, con
desigual fuerza y peso, por tal, los movimientos de una persona con carencia de
una parte corporal en comparación a los de un adolescente, un niño u adulto no
son los mismos, sin embargo en la actualidad hay un gran avance tecnológico que
en un principio eran solo un sueño. Esto se ha debido en gran parte a la
biomecatrónica, ciencia que ha intentado relacionar al ser humano con las
maquinarias con el fin de facilitar y tener una mejor calidad de vida. Por tal
esta ciencia ha contribuido al desarrollo protésico que día con día van
mejorando y siendo más aceptado por la sociedad.
Tras
el paso del tiempo se ha demostrado el gran avance tecnológico en la creación
de prótesis pero en los últimos tiempos han aparecido nuevas elecciones
que aumentan la confianza y el autoestima al utilizarlas sin embargo conlleva
limitaciones que hacen restringido el adquirirlas, como es el costo, el peso,
el limitado rango de mecanismo de acción y el tiempo de duración de la
prótesis.
El
objetivo es describir los más novedosos y grandes avances que actualmente hay
sobre las prótesis de miembro inferior tanto como de miembro superior.
1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS
Las
prótesis desde la época antigua en las civilizaciones más remotas como el
antiguo Egipto ya eran parte de su vida pues trataban de arreglar defectos en
sus extremidades ya sea por un defecto en el nacimiento, por una herida
de guerra o bien una enfermedad. Estas civilizaciones utilizaban materiales que
tenían a la mano como madera o metales. Con el paso de los siglos las prótesis
se fueron haciendo más discretas y no tan estorbosas.
No
fue hasta el siglo XX donde la tecnología e innovación en prótesis permitió a
las personas que habían sufrido un accidente o una enfermedad el poder
manipular su extremidad artificial con un pestañeo para poder mover la prótesis
a su antojo.
Múltiples
investigadores están tratando de desarrollar prótesis capaces de interpretar
sensaciones del ambiente externo como vibraciones, tacto, temperatura y dolor,
combinan la ingeniería con el conocimiento medico, algo que se conoce como
biotecnología enfocada a biomedicina, pues actualmente se sabe cómo el cerebro
interpreta las señales procedentes de las extremidades, sin embargo no se sabe
aún como se leen en el sistema nervioso central.
Este
avance en las prótesis está más cerca de lo que nos imaginamos y los
investigadores calculan que en más tardar 10 años tendremos las primeras
prótesis que sienten.
1.1 Prótesis en la edad antigua
La
primera prótesis de miembro superior registrada data del año 2000 a. C., fue
encontrada en una momia egipcia; la prótesis estaba sujeta al antebrazo por
medio de un cartucho adaptado al mismo. Con el manejo del hierro, el hombre
pudo construir manos más resistentes y que pudieran ser empleadas para portar
objetos pesados, tal es el caso del general romano Marcus Sergius, que durante
la Segunda Guerra Púnica (218-202 a. C.) fabricó una mano de hierro para él,
con la cual portaba su espada, ésta es la primera mano de hierro registrada.
1.2 Prótesis en la era moderna
La
biónica es, de acuerdo a una definición dada en 1960 por Jack Steele, de la
U.S. Air Force, el análisis del funcionamiento real de los sistemas vivos y,
una vez descubiertos sus secretos, materializarlos en los aparatos. Dado que
las prótesis se utilizan para sustituir la extremidad pérdida de una persona,
los principios de funcionamiento que se deben estudiar para reproducirlos son
precisamente los que tiene dicha extremidad, por lo que el diseño de prótesis
es inherentemente una actividad de la ingeniería biónica.
2. DEFINICIÓN
Desde
hace cientos de años el hombre ha buscado remplazar miembros humanos con
artefactos de distintos materiales debido a su pérdida ya sea por una
enfermedad o por algún accidente. Con el paso del tiempo y con los avances
tecnológicos estos artefactos llamados prótesis se han ido perfeccionando,
tanto que hoy en día tenemos prótesis inteligentes.
Una
prótesis es un elemento que ha sido desarrollado con la finalidad de remplazar
la función de algún miembro afectado para recuperar la movilidad y
aspecto, de esta manera el paciente recobrara habilidades y se sentirá mejor
psicológicamente.
2.1 CLASIFICACIÓN DE LAS PRÓTESIS
2.1.1 Prótesis eléctricas
Estas
prótesis usan motores eléctricos en el dispositivo terminal, muñeca o codo con
una batería recargable. Éstas prótesis se controlan de varias formas, ya sea
con un servo control, control con botón pulsador o botón con interruptor de
arnés. En ciertas ocasiones se combinan éstas formas para su mejor
funcionalidad. Se usa un socket que es un dispositivo intermedio entre la
prótesis y el muñón logrando la suspensión de éste por una succión. Es más
costosa su adquisición y reparación, existiendo otras desventajas evidentes
como son el cuidado a la exposición de un medio húmedo y el peso de la prótesis.
2.1.2 Prótesis mecánica
Las
manos mecánicas son dispositivos que se utilizan con la función de apertura o
cierre voluntario por medio de un arnés el cual se sujeta alrededor de los
hombros, parte del pecho y parte del brazo controlado por el usuario. Su
funcionamiento se basa en la extensión de una liga por medio del arnés para su
apertura o cierre, y el cierre o apertura se efectúa solo con la relajación del
músculo respectivamente gracias a un resorte y tener una fuerza de presión ó
pellizco.
2.1.3 Prótesis mioeléctricas
La
palabra mio- eléctrica significa mio=musculo y eléctrica= electricidad por tal
definimos a una prótesis mioelectrica como un dispositivo mecánico y eléctrico
que semeja la forma y funcionamiento de un miembro del cuerpo ausente, su
funcionamiento se basa en la captación de los impulsos eléctricos que se
generan en los músculos del cuerpo para efectuar un algún movimiento.
2.1.4 Prótesis hibridas
Una
prótesis híbrida combina la acción del cuerpo con el accionamiento por
electricidad en una sola prótesis. En su gran mayoría, las prótesis híbridas
sirven para individuos que tienen amputaciones o deficiencias transhumerales
(arriba del codo) Las prótesis híbridas utilizan con frecuencia un codo
accionado por el cuerpo y un dispositivo terminal controlado en forma
mioeléctrica (gancho o mano).
3. INNOVACIÓN
El
tener una prótesis ayuda mucho a los pacientes en su vida cotidiana, sin embargo,
una prótesis común no se acopla a la postura de la persona o si sube de peso,
para ello la UNAM desarrollo un socket acoplador electrónico que emplea un
software de monitoreo a fin de alcanzar un ajuste automático y perfecto entre
la prótesis y el muñón de pacientes que sufrieron la amputación de una pierna.
Actualmente
ya está la patente y está en diseño pues próximamente quieren presentarla a la
COFEPRIS, pues el socket tiene cuatro bolsas que se inflan y desinflan a
distintas presiones según lo requiera cada paciente. Además, tiene una
geometría especial, fue diseñado para los grupos musculares que tiene el muslo,
por lo tanto es muy cómodo y seguro” por lo que se acopla perfectamente a la
anatomía humana.
En
el acoplador se emplearon materiales versátiles que se encuentran en el mercado
nacional mexicano por lo que son económicos y disponibles. Incluye bolsas con
un plástico especial, estructura de aluminio y el material que entra en
contacto directo con la piel del paciente es tela de neopreno la cual es
sumamente maleable y se adapta al físico de la persona.
Las
prótesis actuales en el país se ajustan manualmente por medio de un
cinturón, lo que es un peligro para personas con enfermedades crónico
degenerativas como la diabetes mellitus pues estas personas pierden la
sensibilidad en las extremidades y no saben si se cortaron la circulación y por
ende se puede crear un trombo que les ocasione un problema vascular, una
ventaja del desarrollo de los universitarios es que al tener un buen nivel
de inflado no hay deslizamiento entre la piel y la bolsa, lo que evita fricción
y molestias sensoriales en el paciente, también se adapta a la anchura del
muslo –si se sube o baja de peso– y a la posición del paciente, a fin de evitar
un desajuste que provoque sensación de inseguridad al caminar.
3.1 Diseño
Serrano
Molina inventó el prototipo como parte de su proyecto de tesis de la Maestría
en Tecnología Avanzada, se trata de una prótesis de pie con un amortiguador que
ayudara a miles de personas en México y el mundo.
La
innovación del dispositivo es el diseño del tobillo lo que la hace diferente a
cualquier otra prótesis en el mercado internacional es que ésta posee elementos
semiactivos de amortiguamiento, la prótesis va dirigida para personas con
amputación debajo de la rodilla; “clínicamente hablando sería una amputación en
el tercer medio de la tibia, a unos 10 o 15 centímetros debajo de la rodilla”.
Las
prótesis comerciales se usan sólo resortes o carecen de cualquier tipo de
amortiguamiento por lo que la prótesis mexicana posee un amortiguador
magnetoreológico que varía su rigidez en función de la variación de corriente
eléctrica.
La
tecnología empleada en esta prótesis es sumamente pionera e innovadora en el
ramo pues tanto el amortiguador como el motor eléctrico del actuador principal
son gobernados por un controlador híbrido que imitan el movimiento natural del
pie al momento de caminar. Las ventajas del uso del amortiguador es evitar
problemas de confort comúnmente vistos en prótesis comerciales, que pueden
ocasionar la formación de llagas o escoriaciones en el muñón en donde se
adapta, las cuales ocurren por el ciclo natural de la marcha del paciente y el
golpeteo de la prótesis con el piso.
En
los casos donde no hay un amortiguamiento se presentan lesiones en el paciente
ya sea en el hueso y en el muñón, lo cual se espera reducir notablemente
con el dispositivo de innovación por parte del IPN.
La
prótesis cuenta con un sistema que tiene cinco entradas dos de ellas son
señales que se colocan en el músculo tibial anterior, que está justo al lado de
la tibia el otro se pone en el músculo gastrocnemio (gemelo). El músculo tibial
anterior ayuda a realizar el movimiento de la flexión dorsal cuando se acercan
los dedos hacia la rodilla, en tanto que el gastrocnemio contribuye a realizar
la flexión plantar y esos dos movimientos son los que se utilizan
principalmente para la caminata, la planta del pie de la prótesis se diseñó en
dos partes para darle la movilidad requerida y, justo a la mitad de la misma, está
la unión entre el talón y el pie, sitio en el que se colocó un sensor de fuerza
que ayuda a detectar los impactos del talón.
3.2 Fabricación
La
mano realiza principalmente dos funciones; la prensión y el tacto, las cuales
permiten al hombre convertir ideas en formas, la mano otorga además expresión a
las palabras, tal es el caso del escultor o el sordomudo. El sentido del tacto
desarrolla totalmente la capacidad de la mano, sin éste nos sería imposible
medir la fuerza prensora. Es importante mencionar que el dedo pulgar representa
el miembro más importante de la mano, sin éste la capacidad de la mano se
reduce hasta en un 40 por ciento.
3.2.1 Materiales
Hoy
en día, el término “inteligente” se ha adoptado como un modo válido de
calificar y describir una clase de materiales que presentan la capacidad de
cambiar sus propiedades físicas (rigidez, viscosidad, forma, color, etc.) en
presencia de un estímulo concreto. Dentro de las aleaciones con memoria de
forma (SMA), se encuentran los llamados alambres musculares, estos son alambres
delgados de alta resistencia mecánica, construidos con una aleación de Níquel y
Titanio llamada comercialmente “Nitinol"
4. POSTURAS
Una
cuestión clave en el avance de las prótesis es la evaluación de las posturas a
favor y en contra, tras la investigación del desarrollo de respuesta para el
organismo ante un componente no propio, la respuesta ante los materiales de
fabricación que se utilizan para poder remplazar la parte destinada, las
opciones que impiden que no lleguen estos recursos al paciente, entre muchas
más.
4.1 A favor
Cuando
alguna persona sufre la perdida de alguna extremidad el sujeto recurre al uso
de alguna prótesis, permitiendo remplazar la parte remplazada permitiendo
recuperar funciones como escribir, saludar, correr, entre otros. Esto permite
que la persona practique su vida de forma más natural posible.
4.2 En contra
Nuestro
país aun está atrasado en cuando al uso y desarrollo de prótesis además que el
costo es muy elevado y no es posible comprar una. Además el país no tiene
programas donde se apoye económicamente a estas personas.
CONCLUSIÓN
Los
beneficios que han aportado las prótesis a la sociedad son enormes, han
permitido que personas que sufren alguna discapacidad se reintegren a su vida
cotidiana como lo es el trabajo, la escuela o que vuelvan a practicar algún
deporte, logrando así que estas personas se sientan autosuficientes .Es un gran
reto para la ciencia la creación de nuevas prótesis para satisfacer las
necesidades de cada uno de los diferentes pacientes que requieran de una. La
creación de nuevos materiales y nuevos procesos de manufactura permitirá que el
desarrollo de las prótesis se adapte a cada una de las personas.
Los
materiales con los que se elaboran las prótesis inteligentes, que son las más avanzadas en la actualidad, deben ser más
estudiados y desarrollados para mejorar su funcionamiento al igual que deben
mejorarse los costos de las prótesis, estas deben ser más accesibles debido a
que su alto precio no le permite a todas las personas adquirirlas.
Las
ventajas que ofrecen las prótesis en la actualidad son mayores que las
desventajas, esperemos que en un futuro no muy lejano la creación y el uso de
estas permitan recuperar al 100% la función del miembro perdido, favoreciendo a todas las personas que sufran alguna
discapacidad.
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Otro medio de difusión en donde se puede encontrar esta información es: https://es.slideshare.net/quetzitamayoperez/prtesis-alternativa-de-vida
