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Universidad desarrolla prótesis de brazo en 3D

O & P News, agosto 2015


Un equipo de investigadores de la Universidad de Washington ha desarrollado una prótesis de brazo con el hombro controlado, alimentación externa 3-D impreso, según los datos publicados recientemente en Prótesis y Ortesis Internacional.


El objetivo del proyecto era hacer frente a las limitaciones de otros dispositivos de impresión 3-D y crear una alternativa a las prótesis estándar de la industria, Charles Goldfarb, MD, vicepresidente y profesor de cirugía ortopédica en la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington y director médico del Centro de Ortopedia de San Luis, Chesterfield, dijo: "Queríamos compartir nuestros pensamientos y nuestros primeros resultados con la comunidad científica respecto el proceso y cómo nos acercamos a una prótesis de 3-D con algunos elementos de control de baterías,"dijo. 


Cómo funciona.

El uso de una paciente de 13 años de edad, con la amputación traumática radial el equipo prototipo del dispositivo con cinco dedos, cada uno con 2 ° de la libertad. El usuario puede abrir y cerrar cada dedo y el pulgar controlar de forma independiente moviendo su hombro hacia arriba y abajo. La unidad de medición inercial evalúa ese movimiento y un microcontrolador que activa los motores en la mano. Cuando los motores se activan, los cables que corren por las partes bajas de los dedos sujetan la mano cerrada y la ponen bajo tensión, al abrir la mano. El dispositivo también tiene un bloque de palma, que imita una palma humana, ayudando a los usuarios captar objetos.


Basado en las mediciones de la extremidad sana, el bloque de palma puede ser personalizado para cada paciente antes de imprimir. El Socket del brazo está hecho de plástico acrilonitrilo butadieno estireno, un material resistente a los impactos, de bajo costo que es fácil de mecanizar y fabricar.


Se adjunta a la extremidad residual usando la fricción y está conectado directamente al compartimiento de la electrónica del dispositivo. Ese compartimento tiene el motor, microcontrolador, un regulador de voltaje, los componentes de cableado y una de 9 voltios de la batería de iones de litio recargable para alimentar el dispositivo. Las unidades superior e inferior del compartimiento de conexión se mantienen unidas por velcro, lo que le permite separarse fácilmente cuando la batería necesita ser eliminada. 




Beneficios del dispositivo.

La prótesis tiene muchos beneficios, dijo Goldfarb. Es más ligero que la mayoría de las prótesis con alimentación externa. También señaló que es de ajuste personalizable, movimiento del pulgar individual, capacidad de agarrar objetos con los cinco dedos y la experiencia social como principales ventajas.

"Creo que, como otros han experimentado con prótesis impresas en 3-D estándar, los niños y los adultos que les gusta, realmente como ellos", dijo. "Ellos quieren incorporarlas en ambas situaciones funcionales y sociales."

También viene a un precio asequible, agregó, lo que permite a los usuarios imprimir nuevos dispositivos para acomodar el crecimiento de las extremidades. El costo estimado de construcción es de $ 300, mientras que un estándar de la industria, una  prótesis de cuerpo-powered podría costar hasta $ 8.000 en total, y un dispositivo de alimentación externa podría costar tanto como $ 50.000 en total, según el estudio.


Limitaciones  de la dirección futura.

El dispositivo tiene algunas limitaciones. Aunque el dispositivo se expande en  3-D según la capacidad de la prótesis para amputados por vía radial, viene con una corta vida de la batería, el ruido de los motores, baja resistencia a la adherencia y baja durabilidad en comparación con las prótesis pasivas.

Sin embargo, el equipo está trabajando para mejorar eso; "Estamos tratando de encontrar un equilibrio entre el suministro de energía suficiente y evitar una batería pesada o la necesidad de recargar la batería con demasiada frecuencia. Tenemos que encontrar el equilibrio adecuado de la función y el sentido práctico a un bajo costo ", dijo Goldfarb.

Los investigadores están probando el dispositivo con pacientes adicionales y toman medidas para permitir una generación más avanzada de evolucionar.


"Estamos construyendo sobre el primer prototipo. La primera prótesis 3-D impresa fue un gran paso adelante ya que mejoró el acceso a la prótesis y dramáticamente ha disminuido los costos; nuestra prótesis es una mejora adicional en la idea de practicidad y facilidad de uso para los pacientes.

"Sabemos que como en la comunidad en general 3-D impresa, no es necesariamente expertos médicos que están haciendo esto", dijo. "Estos son los estudiantes de pregrado que encabezan el proyecto, vienen con las ideas y hacen que sea funcional. Pero creo que cuando los profesionales de la comunidad protésica se involucren, esto será aún más emocionante. "- Por Shawn M. Carter

Referencias: Goldfarb C. Prosthet Orthot Int 2015; doi: 10.1177 / 0309364615579317.

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