BioInvestigaciones
Nuevas tecnologías y avances en prótesis biónicas
La bio - mecatrónica, que busca integrar a humanos y máquinas, ha impulsado el desarrollo de prótesis biónicas. En las últimas décadas, se han alcanzado grandes hitos, como la creación de pies dinámicos, microprocesadores, tecnología mioeléctrica y reinervación muscular dirigida.
Aunque hay múltiples opciones en el mercado, los países en desarrollo aún prefieren el pie SACH. Por otro lado, los microprocesadores, otro avance crucial, mejoraron las prótesis robóticas. El primer pie con microprocesador, el Proprio Foot de Ossur, lanzado en 2006, responde activamente a variaciones del terreno, mejorando la movilidad y reduciendo la energía necesaria para caminar. Sin embargo, su peso, tamaño, dependencia de baterías y alto costo son limitaciones.
Por otro lado, las rodillas protésicas con tecnología de microprocesador comenzaron con la C-Leg de Otto Bock en los años noventa, ofreciendo mayor estabilidad, mejor adaptación al terreno y una marcha más armónica. La compañía Ossur también lanzó la rodilla Rheo con beneficios similares. Una revisión reciente encontró evidencia moderada de que estas rodillas mejoran la movilidad, confianza, y reducen la demanda cognitiva al caminar. Nuevos modelos como la Genium de Otto Bock y la Power Knee de Ossur introducen funciones avanzadas, como la capacidad de ascender escaleras y menor gasto energético. También se destacan la X3 de Otto Bock, resistente al agua, y la Symbionic Leg de Ossur, que combina rodilla y tobillo con microprocesador.
En el caso de los atletas con amputaciones sus prótesis son esenciales para permitirles competir al más alto nivel. Estas prótesis deben adaptarse específicamente a cada deporte y atleta, generalmente se usa fibra de carbono y titanio para mejorar el rendimiento y cumplir con las regulaciones deportivas. Proporcionan beneficios significativos, como mejorar el rendimiento atlético, prevenir lesiones y promover el bienestar emocional. Los avances tecnológicos, como la impresión 3D y los microprocesadores, han revolucionado la funcionalidad de estas prótesis, haciendo posible un deporte más inclusivo y accesible.
Innovaciones en técnicas de estética para prótesis
La búsqueda de una apariencia más realista en las prótesis de pierna ha llevado al desarrollo de materiales innovadores y técnicas avanzadas. Entre estos avances destacan el uso de espuma, silicona y tecnología de impresión 3D. Estos materiales no solo mejoran la estética superficial, sino que también permiten una personalización sin precedentes, adaptándose de manera precisa a las necesidades y preferencias estéticas de los usuarios.
Cubiertas de espuma: Son revestimientos externos que se colocan sobre la estructura principal de la prótesis. Están fabricadas generalmente con materiales de espuma de alta densidad que proporciona amortiguación, protección y confort al usuario sin restringir la flexión y la extensión de la rodilla.
Cubiertas de silicona: Son capas externas diseñadas para mejorar tanto la estética como la funcionalidad de la prótesis. Estas cubiertas están hechas de silicona médica, un material flexible y duradero que imita la textura y el color de la piel humana.
Cubiertas en 3D: Son estructuras externas fabricadas utilizando tecnología de impresión tridimensional. Estas cubiertas están diseñadas específicamente para adaptarse de manera precisa a la forma y tamaño de la prótesis y, en muchos casos, pueden personalizarse para satisfacer las necesidades estéticas y funcionales del usuario.
RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
Propiedades mecánicas más relevantes al momento de realizar una prótesis con biomateriales
Al diseñar una prótesis de pierna, es crucial tener en cuenta varias propiedades mecánicas y materiales para asegurar su eficacia y durabilidad. Las propiedades más importantes incluyen la resistencia a la tracción y compresión, que garantizan que la prótesis pueda soportar las fuerzas ejercidas por el peso del cuerpo y las actividades diarias; la rigidez y elasticidad, que afectan cómo la prótesis se deforma bajo carga y su capacidad para recuperar su forma original; y la resistencia a la fatiga, que es esencial para la durabilidad a largo plazo, especialmente para usuarios que practican deportes o actividades físicas intensas. Además, las propiedades térmicas son importantes para asegurar que la prótesis no se degrade ni pierda funcionalidad en condiciones de temperatura variable.
Detalles importantes acerca de nuestro biomaterial "ganador"
Comparativamente, prótesis modernas como las realizadas con fibra de carbono y polímeros de alta resistencia han demostrado un rendimiento superior en términos de ligereza y resistencia, pero pueden ser costosas. El polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE), por ejemplo, es conocido por su alta resistencia al desgaste y baja fricción, siendo ideal para componentes de prótesis que requieren durabilidad y movimiento suave. Además, la implementación mejorada y continua de UHMWPE en prótesis humanas puede brindar grandes beneficios y oportunidades a la sociedad, ya que su uso optimizado podría reducir costos y aumentar la accesibilidad a prótesis de alta calidad. Evaluar y comparar estos materiales en base a estudios previos y pruebas prácticas permite optimizar el diseño y asegurar que la prótesis ofrezca un rendimiento confiable y cómodo para los usuarios.
Importancia de considerar a la gravedad al momento de hacer el análisis de las prótesis
Al analizar el diseño de prótesis de pierna, es crucial considerar la influencia de la gravedad para asegurar su eficacia y seguridad en la vida cotidiana de los usuarios. La gravedad actúa constantemente sobre la prótesis, imponiendo cargas que deben ser soportadas de manera uniforme para evitar tensiones excesivas y deformaciones. Para los usuarios en actividades diarias, como caminar o estar de pie, estas fuerzas afectan la comodidad y la estabilidad de la prótesis. En el caso de personas que practican deportes, las cargas dinámicas y los impactos incrementan la importancia de tener en cuenta la gravedad para prevenir fallas estructurales y garantizar un rendimiento óptimo bajo condiciones de estrés repetitivo. Así, incluir la gravedad en las simulaciones proporciona una evaluación realista de cómo la prótesis se comportará en diversas situaciones, mejorando la durabilidad y adaptabilidad del diseño para satisfacer las necesidades de todos los usuarios.
Importancia de elegir el análisis estructural apropiado de acuerdo a lo que se busca obtener
Al realizar el análisis estructural de prótesis de pierna, es fundamental elegir el tipo de análisis adecuado según el contexto de uso para obtener resultados precisos y relevantes. En un análisis estático, se evalúa cómo la prótesis soporta cargas constantes, lo que es crucial para asegurar la estabilidad y resistencia bajo el peso del usuario en reposo. En actividades dinámicas, como caminar o correr, un análisis dinámico permite simular las fuerzas variables y los impactos, proporcionando información sobre la durabilidad y el comportamiento en condiciones reales de uso. Para usuarios expuestos a temperaturas extremas o que generan calor durante el movimiento, los análisis de transferencia de calor y termomecánico son esenciales para evaluar los efectos térmicos en las tensiones y deformaciones de la prótesis. Además, el análisis armónico y de frecuencia son útiles para identificar resonancias y modos de vibración, asegurando que la prótesis no sufra daños por vibraciones repetitivas. Cada tipo de análisis proporciona una visión específica del rendimiento de la prótesis, permitiendo optimizar su diseño para diferentes escenarios de uso.