- Introducción
- Bioingeniería
- Prótesis de Miembro Inferior
- Partes de la Prótesis de Miembro Inferior
- Funcionamiento
- Prótesis Comerciales
- Riesgos de Prótesis Miembro Inferior
- Conclusiones
- Bibliografía
Abstract – En el presente documento científico conoceremos acerca del desarrollo biotecnológico y su aplicación en el ser humano con el fin de mejorarla calidad de vida de individuos con amputaciones y la forma de superación y comodidad con diferentes tipos de prótesis.
Índex Terms – Bioingeniería, Prótesis, Pierna.
En la actualidad se conoce mucho acerca del desarrollo de prótesis tanto mecánicas como electrónicas acerca de miembros del cuerpo amputados o con fallas, en cuyo caso se hablara acerca de las prótesis de piernas, en tanto se sabe que en las últimas décadas este desarrollo se ha visto potencializado a gran escala.
Gracias a esta constante evolución el desarrollo de esta tecnología, la misma llega a cubrir una de las mayores necesidades del ser humano que es poder desplazarse a voluntad. Sin embargo aunque exista una gran zona de investigación y un gran avance acerca de esta tecnología, está aún se encuentra dando sus primeros pasos en relación al suplemento del 100 por ciento de las funciones perdidas del ser humano, además de su increíble costo de tal manera haciendo inaccesible su comercio a gran escala.
DESARROLLO
Es la unión de dos ciencias enfocadas en las ciencias biológicas y de ingeniería ya que la unión de ambas permite un beneficio al ser humano y su desarrollo. [4][8]
Principales Disciplinas de la Bioingeniería
Biomecánica
Estudio de la dinámica y la estática asociada a los sistemas fisiológicos del ser humano. [10]
Biomateriales
Estudio, diseño y desarrollo de los materiales bioimplantables. [10] [13]
BioSensores
Detección de los elementos biológicos a través de señales eléctricas hacia diferentes extremidades. [13]
Historia
El desarrollo de las prótesis va desde hace cientos de años atrás ya que como conocemos a largo de toda la historia la supervivencia humana y el desarrollo tecnológico siempre ha ido en aumento aún más si se trata de mejorar el cuerpo humano [5]
Del 424 a.C. al 1 a.C.
Se da el descubrimiento de una pierna artificial que data de aproximadamente 300 a. C. La misma que se encontraba elaborada de hierro y bronce, y con núcleo de madera. Además se afirma que un vidente persa remplaza su propio pie con una pantalla de palo para escapar de la muerte. [1][3]
Alta Edad Media (476 a 1000)
En la Alta Edad Media se realizaron muy pocos avances en los campos de la protésica, además la pata de palo como prótesis inferior, la mayor parte de las prótesis elaboradas en esa época se utilizaban para esconder deformidades o heridas producidas en el campo de batalla.[1][8]
El Renacimiento (1400 a 1800)
Esta época fue el gran surgimiento de la ciencia y la medicina por lo cual se llevaron a cabo grandes descubrimientos médicos relacionados con la protésica de los griegos y los romanos gracias a lo cual se logró renacer la historia de la protésica. Durante la época las prótesis generalmente se elaboraban con hierro, acero, cobre y madera. [3][2]
Mediados y fines de 1500
Se elaboraron prótesis para amputados de extremidades superior e inferior. Se inventaron dispositivos por encima de la rodilla, las cuales consistían en una pata de palo que como innovación a la época estas podían flexionarse en la rodilla y una prótesis de pie con una posición fija, un arnés ajustable además de un control de bloqueo de rodilla las cuales aún son usadas en la actualidad. [1] [17]
Siglos XVII al XIX
Se desarrolló la primera prótesis por debajo de la rodilla sin mecanismo de bloqueo. Se diseñó una prótesis elaborada con una pierna de madera con encaje, una articulación de rodilla de acero y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de gato desde la rodilla hasta el tobillo. Se mejoraron diseños antiguos al agregarle un resorte anterior, un aspecto suave y tendones escondidos para simular un movimiento natural y de tal manera obtener una mayor comodidad. Se inventó una prótesis avanzada con un encaje de succión, una rodilla policéntrica y un pie multiarticulado. Se creó el dispositivo más liviano elaborándose así la primera prótesis de aluminio. [17] [7]
Tiempos modernos
Los dispositivos que se producen en la actualidad tienden a ser mucho más livianos esto gracias a su elaboración con plástico, aluminio y materiales compuestos para proporcionar a los amputados dispositivos más funcionales. Además de ser dispositivos más livianos y estar hechos a la medida del paciente, gracias a los microprocesadores, los chips informáticos y la robótica en los dispositivos actuales facilitaron que los amputados recuperen el estilo de vida al que estaban acostumbrados, mas no simplemente proporcionarles una funcionalidad básica o un aspecto más agradable. Se conoce que las prótesis son más reales son creadas con fundas de silicona y pueden imitar la función de una extremidad natural. [5] [1] [10]
Figura1. Componentes Prótesis Miembro Inferior[12]
Suspensión
Sujetador de silicón ajustable, posicionado dentro del socket con la finalidad de evitar fricción y proporcionar comodidad. [20] [12]
Figura2. Suspensión[12]
Socket
Conexión entre el paciente y la prótesis. [12]
Figura3. Shoket
Rodilla
Conjunto de eslabones que dan origen a un sistema articulado rígido. [12][15]
Figura4. Rodilla [19]
Pilar
Segmento el cual une la rodilla con el pie, se lo fabrico con materiales resistentes y ligeros como aluminio y fibra de carbono. [19][12]
Figura5. Pilar [12]
Pie
Es un sistema el cual ayuda en la distribución del esfuerzo al contacto con las superficies, articulados y fabricados tomando en cuenta el pie sano. [18] [12] [19]
Figura6. Pie [18]
Los avances cibernéticos han permitido el diseño de prótesis inteligentes que funcionan como una pierna y permiten al usuario realizar multitud de actividades, incluso correr y jugar al fútbol. Estos ingenios están conectados al sistema nervioso del amputado y poseen microprocesadores que ajustan los movimientos. [19] [15]
Las prótesis se pueden sujetar de diversas formas y esto dependerá de cada caso en particular. La forma más frecuente es por medio de succión, al colocar la prótesis se forma un ligero vacío entre el plástico y la piel manteniéndola en su posición, sin temor a que ésta se suelte durante su uso diario. [12].[14]La persona que va a usar una prótesis debe sentirse a gusto con ella y estéticamente verse bien para los demás; así podrá integrarse adecuadamente a su entorno social, laboral y familiar. Sin embargo, además de enfocarse a lo estético, se procura también devolver alguna de las funciones. [15]
C-Leg
La C-Leg es la primera prótesis que cuenta con un sistema hidráulico del mundo controlada con microprocesador. Con el uso de la Tecnología única C-Leg, se ha establecido un nuevo nivel de comodidad, seguridad y movilidad para los amputados transfemorales. [18][6]
Figura7. C-Leg [18]
Smart Adaptive
Cuenta con un control por microprocesador para amputados nivel 3 y 4. Simplemente se adapta a los terrenos más complejos. Los sensores en el sistema analizan velocidad, pendientes, escaleras y otros parámetros. La adaptación da seguridad, y mejora el estilo de vida del amputado. El nuevo modo de programación inteligente reduce el tiempo de programación que permite a la rodilla comenzar a aprender los movimientos de la marcha del usuario. [9][10]
Figura8. C-Leg [9]
KXo6
El control de la rodilla KX06 está diseñado para amputados nivel 3 y 4 que requiere la estabilidad de un bloqueo geométrico combinado con un va y ven hidráulico y control de posición. [11][7][2]
Figura9. C-Leg[7]
Power Knee
Es una de las primeras rodillas biónicas para amputados transfemorales. La Power Knee ofrece niveles de funcionalidad y desempeño sin precedentes. La rodilla biónica reemplaza la verdadera actividad del musculo para flexionar y extender cuando se es requerido. [3] [20]
Figura10. C-Leg [3]
Un mal ajuste podría provocar estrés adicional o presión en el muñón o en la otra pierna. El aumento en la presión puede conllevar a dolor o a problemas de la piel y estos al no recibir tratamiento pueden contraer una infección. Con el tiempo, existe el riesgo de que se necesite otra amputación. [12][16]
La implementación de prótesis ha mejorado notablemente la vida de personas con amputaciones totales o parciales de miembros por lo cual significa un gran avance tanto medico como mecánico.
Es de tener cuidado al momento de usar la prótesis con el objetivo de no causar complicaciones con el miembro amputado y se necesite una operación para corregir dicho problema.
La implementación de las prótesis en el mundo se ha venido dando desde épocas muy antiguas por lo cual este viene a tener un progreso exponencial según la época por la cual se desarrolle.
El uso de las prótesis más actualizadas ayuda a recobrar de una manera más exacta y funcional la sensación de normalidad en personas con miembros amputados esto gracias a los avances electrónicos implementados en ellos.
Existe una gran diversidad de prótesis las cuales en su mayor desarrollo son las dadas por la electrónica implementando de tal manera micro controladores para una precisión y programación más adecuada.
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Autor:
Luis Geovanny Torres Jaramillo
Universidad Politécnica Salesiana