Las Protesis
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Autores: José Correia, Johnny Demey y Fabrizio Mignogna.
Se trata de una prótesis con una
tarjeta electrónica incorporada que
aportará movimientos más
versátiles y a costos razonables
para los usuarios.
Rodilla Inteligente
Edición de Mayo-Julio 2013
Venezuela 35bs. USA 3$.
Colombia 80 Pesos. China 5¥.
UK 1,5£
Las prótesis es una extensión artificial que
reemplaza o provee una parte del cuerpo
que falta por diversas razones.
Es habitual confundir un aparato ortopédico
(ortesis) con una prótesis, utilizando ambos
términos indistintamente.
4
El principal objetivo de una prótesis es sustituir una parte
del cuerpo que haya sido perdida por una amputación o
que no exista a causa de agenesia, cumpliendo las mismas
funciones que la parte faltante, como las piernas artificiales
o las prótesis dentales.
Además se suele utilizar con
fines estéticos como las prótesis
oculares de vidrio, o para suplir
al cuerpo de funciones de las
que carece naturalmente, como
las prótesis mamarias usadas en
cirugía de reasignación de sexo
o de transgeneristas.
5
• Prótesis auditiva:
Todos sabemos y entendemos que la prótesis es un elemento
sustitutivo de un órgano, pero en el caso que nos ocupa,
entendemos como prótesis al elemento tecnológico que actúa
sobre el estímulo sonoro, no sobre el órgano auditivo. Un
sinónimo de prótesis auditiva la tenemos en la palabra
audífono, y de modo más general en ayuda auditiva.
• Prótesis cardíacas:
Son válvulas de corazón fabricadas o preparadas
industrialmente, que se utilizan en pacientes con
insuficiencia o estenosis valvular
6
• Prótesis dental:
es un elemento artificial destinado a restaurar la
anatomía de una o varias piezas dentarias, restaurando
también la relación entre los maxilares, a la vez que
devuelve la dimensión vertical, y repone los dientes
• Prótesis faciales:
Una prótesis facial es un dispositivo artificial que
reemplaza una malformación del rostro. Una persona
puede necesitar de una prótesis por haber perdido una
parte de su cara debido al cáncer, el trauma, o como el
resultado de una anomalía congénita. Los tipos más
comunes de prótesis facial incluyen: ojos, oreja, nariz,
órbita o sus combinaciones.
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• Prótesis mamaria:
El implante de mama es una prótesis usada en cirugía
estética para aumentar el tamaño de las mamas (lo que se
conoce como aumento de pecho o mamoplastía de
aumento) o realizar una reconstrucción de pechos (por
ejemplo, para corregir deformidades genéticas, tras una
mastectomía o como parte de la cirugía de cambio de
sexo)
• Prótesis maxilofaciales:
Sustitución protésica de parte o de la totalidad del maxilar
superior, nariz o pómulo. Se aplica cuando la reparación
quirúrgica aislada es insuficiente.
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• Prótesis oculares:
es el reemplazo estético del ojo, por la falta total o parcial del
mismo, en personas que han sufrido un traumatismo o
enfermedad grave en dicho órgano que ha obligado a su
extirpación
• Prótesis ortopédicas:
Una prótesis jamás podrá reemplazar al cien por cien las
funciones de un miembro amputado, pero el objetivo final del
trabajo en equipo de los profesionales es que un amputado
vuelva a caminar y que su reinserción social y laboral sea
posible. Los tipos de prótesis ortopédicas son :
Prótesis de Pie
Amputación de Syme
Prótesis tibial
Prótesis femoral
Prótesis femoral cosmética de baño
Ortoprótesis
9
Gracias a un implante de
una prótesis electrónica
detrás de la retina de los
ojos, tres personas
completamente no videntes
lograron ver y distinguir
diferentes formas y objetos.
La prótesis electrónica
fue desarrollada por expertos de la Universidad de Tubingen
en conjunto con la compañía Retina Implant AG , ambas de
Alemania, y los ensayos clínicos fueron dados a conocer a
través de unarevistade la Royal Society de Gran Bretaña.
Eberhart Zrenner, director fundador de Retina Implant AG,
explicó que “los resultados del estudio piloto indican que las
funciones visuales de pacientes ciegos por la distrofia
hereditaria de la retina, la retinitis pigmentosa, pueden, en
principio, recuperarse para poder llevar una vida normal”.
10
Desarrollada en el Parque Tecnológico Sartenejas, se trata
de una prótesis con una tarjeta electrónica incorporada
que aportará movimientos más versátiles y a costos
razonables para los usuarios.
Una prótesis totalmente hecha en
Venezuela para pacientes con
amputación del miembro inferior
por encima de la rodilla está siendo
desarrollada por expertos en
mecatrónica en el Parque
Tecnológico Sartenejas. Se trata de
un grupo de investigadores que
sueña con ofrecer a los afectados la
oportunidad de moverse con
naturalidad y de manera alcanzable,
desde el punto de vista económico,
así como con crear una prótesis
inteligente en Venezuela al 100%.
El proyecto lleva el nombre de
"Módulos de Instrumentación,
Adquisición y Procesamiento de
Señales para Control de una
Prótesis de Rodilla Inteligente" y se
está desarrollando desde 2007.
11
Gerardo Fernández, jefe del Grupo de Mecatrónica de la
USB, cuenta que "Ya se estaban viendo trabajos
interesantes de prótesis inteligentes en el mundo, pero
queríamos que el nuestro tuviera además un impacto
social, de servicio humano. Por eso la prótesis de rodilla
era un tema ideal, pues sirve para desarrollar un producto
de biomecatrónica que será de ayuda a mucha gente que
realmente lo necesita".
"Además de ello, se presentó
Fernando Carvallo en nuestro
departamento, quien también es
protesista; él lleva dos prótesis de
rodilla, una de ellas inteligente,
fabricada en Alemania, y asegura que le
funciona muy bien. De hecho subió los
tres pisos de la universidad, lo cual nos
dejó admirados.
Él plantea al departamento la propuesta de trabajar en
esto, que ya estaba proyectado, y nos comenta sus
inquietudes, como que sus prótesis son algo pesadas, que
siente miedo de que la tecnología le falle en algún
momento y le pueda ocasionar una caída y que además son
muy costosas, aproximadamente 30 mil dólares".
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Desarrollo innovador "Actualmente en Venezuela existe la necesidad de mejorar
la calidad de vida de las personas con amputación de
miembros inferiores, la cual no está cubierta
adecuadamente. En el país ya habían unos grupos que se
dedican a la creación de prótesis y no queríamos
convertirnos en competencia directa… y ese era el de las
prótesis inteligentes de tipo activo que, a partir de datos
tomados del ambiente y del paciente, ayuden a caminar
mejor a la persona que las lleva", explica Fernández.
Actualmente las prótesis inteligentes de rodillas que
existen en el mercado tienen ciertas limitaciones para
emular una marcha biomecánicamente natural, así como
para ofrecerle al paciente la seguridad y versatilidad de
movimientos requeridos en la vida diaria. "Nuestra prótesis
va a realizar movimientos inteligentes adecuados a las
características de la persona que la va a usar… eso es
innovador", asegura.
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El ingeniero Rafael Torrealba, a cargo de esta fase, explica que
se observan los movimientos de la pierna sana de la persona
con el fin de crear una estrategia de control para la rodilla.
"Esto dará paso a la segunda fase, que será la que nos ponga
en las manos ese control inteligente. Una vez adquiridos los
datos y manejo de la información y establecida la estrategia
de control, se logrará que la persona se sienta más libre,
natural y cómoda, cansándose mucho menos y dejando la
sensación de tener una 'pata de palo'".
Michele Flammia, responsable del proyecto, comentó que a
medida que ha avanzado la primera etapa, centrada en la
captura de datos para la prótesis, se han paseado por un
sinfin de posibilidades, como la idea inicial de hacer
mediciones bioeléctricas sobre músculos, pensando en
conexiones nerviosas o hacia el cerebro, decantando
finalmente en las mediciones del movimiento del miembro
amputado, a través de unos sensores que lean variables
como peso y posición, entre otras, evitando hacer
invasiones dentro del organismo.
En esta etapa, llamada fase de adquisición de datos, se han
estudiado minuciosamente los movimientos de la rodilla.
Las mediciones se hacen sobre el propio individuo que va a
utilizar la prótesis, para que ésta tenga la movilidad de
manera inteligente.
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El ingeniero Rafael Torrealba, a cargo de esta fase, explica que
se observan los movimientos de la pierna sana de la persona
con el fin de crear una estrategia de control para la rodilla.
"Esto dará paso a la segunda fase, que será la que nos ponga
en las manos ese control inteligente. Una vez adquiridos los
datos y manejo de la información y establecida la estrategia
de control, se logrará que la persona se sienta más libre,
natural y cómoda, cansándose mucho menos y dejando la
sensación de tener una 'pata de palo'".
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"Las mediciones hechas en la primera fase son de fuerza, del
ángulo de la rodilla y actuar sobre el flexionamiento de ésta
como un amortiguador. La segunda fase, que está
comenzando, consiste en construir la prótesis", señala
Flammia.
Este prototipo cuenta con el apoyo del Hospital
Ortopédico Infantil, donde técnicos protesistas y
traumatólogos, respaldan, asesoran y participan el desarrollo
del mismo. "Este prototipo de módulo de rodilla externa
inteligente abarcará el desarrollo del pie, tobillo y rodilla. Se
trata de un producto de biomecatrónica que combina
aspectos biológicos, mecánicos, electrónicos e inteligentes en
un solo proyecto", indica Fernández.
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"Otra fase importante para este proyecto es la creación de
un laboratorio de marcha, el cual es un lugar donde se
podrán realizar las mediciones en personas sanas y
amputadas… es necesario en el país, ya que sólo existe uno a
nivel clínico. Hay algunos otros para estudios deportivos
solamente. Este laboratorio se está acondicionando en el
Parque Tecnológico Sartenejas, con una donación de
equipos de la Asociación Nacional de Biomecánica, los
cuales son muy costosos", destaca.
"En cuanto a lo mecánico, esta prótesis va a ser innovadora
porque va a tener la forma de la pierna humana, lo cual
no se ve en las prótesis comerciales actuales, las cuales son
cubiertas con una funda cosmética para simular la forma de
la pierna, pero nuestro modelo propone la estructura en
material polimérico o plástico, más asequible, con la forma
de la pierna, para evitar las funda. Las prótesis se fabrican… 17
comúnmente en fibra de carbono o titanio, y esos son
materiales de muy altos precios y no manejamos esa
tecnología aquí, eso subiría los costos a nivel comercial",
señala Torrealba.
"En términos de electrónica estamos trabajando con
aceleraciones que se generan a lo largo de la caminata, lo
cual es innovador, y en cuanto al control estamos aplicando
los conocimientos que tenemos de robótica, como
mecatrónicos, extrapolándolos a la prótesis con un nuevo
enfoque para determinar en qué fase de la marcha se
encuentra el paciente para cambiar la rigidez que tiene la
rodilla. Esto puede ser un primer paso a la era cibernética
de las prótesis, como en la película Robocop", agrega el
experto.
18
Reorganizando quirúrgicamente los nervios que en condiciones normales se conectarían al miembro perdido, un grupo de investigadores ha desarrollado un modo intuitivo para que los pacientes con amputaciones controlen un brazo robótico.
Todd Kuiken y sus colegas, del Instituto de Rehabilitación de Chicago (Rehabilitation Institute of Chicago), describieron por primera vez la técnica, probada en un solo paciente, en el 2007; ahora la han probado en varios pacientes más. Todos ellos lograron controlar con éxito la prótesis avanzada, que cuenta con hombros, codos, muñecas y manos motorizados. Los pacientes lograron mover el brazo en el espacio, imitar los movimientos de la mano y asir toda una variedad de objetos, incluido un vaso de agua o una delicada galleta. Los resultados se han publicado en la revista Journal of the American Medical Association.
Las prótesis de brazos motorizadas utilizadas con mayor frecuencia hoy en día aprovechan los movimientos del hombro existente para controlar la mano, el codo o la muñeca del miembro. Estos dispositivos pueden resultar frustrantes y lentos: el usuario debe contraer esos músculos conscientemente para provocar un movimiento y solo se puede realizar un movimiento cada vez.
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Kuiken ha desarrollado un tipo de interfaz
totalmente nuevo. Utilizando un procedimiento
quirúrgico denominado reinervación muscular
dirigida, los cirujanos transfieren a los músculos del
pecho y la parte superior del brazo, los nervios que
previamente transportaban las señales al miembro
amputado. Los nervios redirigidos se desarrollan, a
continuación, en el interior de los músculos, que se
contraen cuando el paciente piensa en mover el miembro
perdido. Unos sensores incluidos en el miembro protésico
leen estas señales y las traducen en movimientos.
Tras someterse a la operación
quirúrgica, tres pacientes
probaron un brazo prototipo que
se está desarrollando dentro del
Programa de Prótesis
Revolucionarias de la agencia
DARPA (Defense Advanced
Research Project Agency) y
lograron controlar con fiabilidad
el dispositivo en apenas dos
semanas.
"La velocidad y precisión de los
movimientos supone mejoras
sustanciales con respecto a los
sistemas mioeléctricos
anteriores", señala Gerald Loeb,
médico y científico del
departamento de ingeniería
biomédica y neurología de la
Universidad del Sur de California. 20
Adidas Symbiosis: Prótesis Ortopédica Eletromagnética.
A pesar de una extensa investigación en el campo de las
prótesis ortopédicas, los usuarios enfrentan ciertos
problemas con las prótesis tradicionales. El diseñador Randall
Puzzitiello ha creado un nuevo concepto de prótesis
ortopédica llamada “simbiosis” que ayuda a los usuarios a
realizar sus tareas en una forma más eficiente. Desarrollado
para Adidas, la nueva prótesis no sólo mejora la función de la
pierna eliminando la utilización de motores mecánicos o
pistones para su funcionamiento, sino que también ha hecho
énfasis en la estética, gracias a su diseño deportivo.
Millones de personas pierden sus extremidades en todo el
mundo. Irónicamente, las personas con discapacidades físicas
son consideradas una carga para la sociedad.
21
Así que la prótesis moderna se
convierte en un factor integral
para llevar la vida de los
amputados de vuelta a la
normalidad, ya que no sólo agrega
movilidad a los usuarios, sino que
también permite su
autosuficiencia.
La Adidas simbiosis representa el
equilibrio entre lo humano y lo
mecánico. El uso de materiales
como fibra de carbono,
Sorbothane, aluminio y acero,
simulan la función de manera más
orgánica, si se compara con sus
contrapartes en el mercado.
Sustituyendo los músculos
humanos con electroimanes, la
Este concepto resulta muy
interesante desde el punto de vista
estético y funcional, apuntando a
nuevas fronteras para la
investigación en esta área.
simbiosis conduce la señal
proveniente de unos implantes
guías colocados previamente en el
miembro inferior permitiendo así
el movimiento natural in esfuerzo.
22
Oscar Leonard Carl
Pistorius (n. Sandton, 22 de
noviembre de 1986), más
conocido como Oscar
Pistorius.
es un atleta sudafricano.
Pistorius posee las marcas
mundiales en las pruebas de
100, 200 y 400 metros lisos
para atletas que han sufrido
una doble amputación (a los
once meses de edad, le
amputaron las piernas, por no
tener peroné). Para correr utiliza prótesis transtibiales construidas en fibra de
carbono. Aunque estas piernas artificiales le permiten a
Pistorius competir, su uso ha generado protestas de
que le dan una ventaja injusta sobre otros corredores.
Registra 46,34 segundos en 400 metros, o la máxima
velocidad en los Juegos Paralímpicos de Atenas 2004.
23
La vida de Oscar
Pistorius, quedó marcada
al nacer sin peronés ni
tobillos en sus dos
piernas. Se las amputaron
justo por debajo de las
rodillas. Ahí comenzó un
camino difícil, basado en
un tremendo instinto de
superación, que le llevó a
ganar la medalla de oro
de los 200 metros en los
Juegos Paralímpicos de
Atenas 2004. Sus tiempos
fueron tan buenos que se planteó en serio participar en los Juegos Olímpicos de Pekín
2008 junto a los atletas de más alto nivel. En enero de 2008,
sin embargo, la Federación Internacional de Atletismo (IAAF)
se lo prohibió aduciendo que sus prótesis (Cheetah Flex-
Food, fabricadas en Islandia) le concedían ventaja. El Tribunal
de Arbitraje de Lausana (TAS) le dio la razón y la luz verde.
Pero Pistorius no logró los tiempos mínimos para
clasificarse. Se consoló de nuevo en los Paralímpicos
proclamándose campeón en los 100, los 200 y los 400
metros.
24
Pregunta. Después de toda
la polémica que se ha
desatado sobre sus prótesis
de fibra de carbono, ¿podría
correr igual con otras?
Respuesta. Siempre he
corrido con éstas, al igual que
el 70% de los mejores
deportistas paralímpicos.
Supongo que podría usar
otras, pero estoy cómodo
con éstas.
P. ¿Qué sintió cuando la IAAF dijo
que obtenía ventaja con ellas y el TAS le dio a usted la razón?
R. Nada. La IAAF me dijo que, si el Tribunal de Arbitraje
demostraba que se había equivocado, lo aceptarían. Me
prohibieron correr durante cuatro meses y luego dijeron:
"Oye, nos hemos equivocado y te dejamos correr". Pero no
logré las mínimas. Así que fue culpa mía no poder ir a los
Juegos Olímpicos.
P. Usted es un ejemplo por su instinto de superación.
R. Como atleta, tengo una responsabilidad, pero creo que
los Juegos Paralímpicos sirven para demostrar a la gente
todo lo que puedes conseguir a pesar de tener una
discapacidad. 25
P. Jugaba al rugby, al tenis y al fútbol antes de dedicarse
al atletismo a los 18 años a causa de una lesión. ¿Qué
ocurrió?
R. Me rompí los ligamentos de la rodilla izquierda por
culpa de un placaje jugando al rugby. Parte de mi
rehabilitación consistió en hacer atletismo. Correr no
me gustaba, pero me lo impuse para volver a jugar al
rugby hasta que empecé a disfrutar. Y sigo.
P. ¿En qué parte de su vida sufrió más a causa de su
discapacidad?
R. No creo que haya sufrido nunca por ello. Cuando era
pequeño, mis padres me decían: "Esto es lo que hay.
Puedes estar triste o intentar hacer lo que quieras con
tu vida". Elegí lo segundo. Llevo mi discapacidad con
humor.
P. ¿Qué más le decían sus padres?
R. Mi madre fue increíble. Me decía: "Aunque no seas
muy bueno en algo, debes intentarlo". Siempre me
repetía que el perdedor no es el que corre y queda
segundo, sino el que ni siquiera se atreve a correr.
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P. ¿Ha notado un cambio en
la aceptación social de la
discapacidad?
R. Sí. Se está perdiendo el
miedo a hablar de ello. Si un
niño se queda mirándome
porque voy con pantalón
corto, le digo: "Hola, me
llamo Oscar y no tengo
piernas. Mira, éstas son mis
piernas ortopédicas. Tócalas
si quieres". Así le educas.
P. Es el mejor atleta paralímpico en los 100, los 200 y los 400
metros. ¿Seguirá compitiendo en este nivel o va a hacerlo sólo
con los atletas sin discapacidades?
R. No. Para mí, los Juegos Paralímpicos ya son el nivel más alto.
Pero hay pocas carreras para nosotros. Así que para estar en
forma necesito participar en carreras para atletas no
discapacitados. Nunca dejaré los Paralímpicos. Otra cosa es
que me ilusione competir en los Olímpicos de Londres 2012.
27
diario Beeld, el atleta habría
confundido a la mujer con un
ladrón y le habría disparado
cuatro veces por error a
través de la puerta del baño
de su domicilio, pero la
policía no confirmó esta
versión. El 17 de febrero, la
Policía de Sudáfrica halló un
bate ensangrentado su casa.
2013, fue acusado de
asesinar a su novia, la
modelo Reeva
Steenkamp de cuatro
disparos, tras golpearle
repetidamente la cabeza
con un stick de
cricket. De acuerdo a lo
publicado por el
Oscar Pistorius es descrito como un paranoico, cuyo amor
por las armas se convirtió en obsesión, según informa la
prensa.
El 22 de febrero de 2013, en una audiencia en Pretoria,
Sudáfrica, frente a la corte de Pretoria, Pistorious fue
liberado bajo libertad condicional tras pagar una fianza de
$113,000 dólares, sentencia dictada por dicho tribunal tras
considerar que la policía sudafricana carecía de pruebas
suficientes. Así mismo se le ordenó entregar su pasaporte, no
podrá acercarse a aeropuertos y tendrá que visitar una
estación de policía cada lunes y viernes. La próxima cita de
Pistorius ante la corte será el 4 de junio de 2013. 29
“Tuvimos una buena idea
y diseño”, es lo que
piensan sobre su trabajo
Ricardo Urrutia y
Manuel Estévez,
ingenieros mecánicos
recién egresados de la
Universidad del Zulia
(LUZ).
Ellos desarrollaron en su tesis de pregrado el proyecto
“Diseño y fabricación de una prótesis articulada de
extremidad inferior (prótesis de pierna por encima de la
rodilla)”.
El desarrollo de innovaciones tecnológicas creadas por
estudiantes universitarios en distintas áreas del
conocimiento, debe ser un tema clave para las naciones
latinoamericanas. Estas innovaciones ocupan un papel
relevante en la vida de las empresas y en el progreso
económico y comercial de los países.
30
Esta es una de las prótesis más vendidas en Venezuela y
en ella, Urrutia y Estévez se basaron para hacer su
prototipo que funciona con un sistema de impulso y
bloqueo, con resortes, un gatico amortiguador que facilita
el equilibrio. Con esto, el usuario tendrá seguridad y
estabilidad para mantenerse de pie, podrá caminar con un
paso normal y firme, así como subir y bajar escaleras,
sentarse y levantarse.
“Lo que hicimos fue una simplificación de muchos
sistemas que hay ahora en el mercado… Estamos
orgullosos de nuestro trabajo porque es un producto
bueno, bonito y barato”, señaló Manuel Estévez, uno de
los creadores. “Seríamos pioneros al crear una fábrica que
haga prótesis de este tipo en el país, porque no hay una
industria que se encargue de hacerlas aquí”, agregó.
31
Se fabricarán cinco prótesis para continuar la
investigación que no serán vendidas, sino donadas. Con
este tipo de ayudas económicas, el Estado busca crear un
protocolo de validación nacional, que pueda ser aplicado
a los proyectos y prototipos de innovación tecnológica, a
fin de lograr su escalamiento industrial y posterior
comercialización de los productos, al tiempo de
garantizar niveles óptimos de fabricación con calidad de
exportación.
32
» De acuerdo con estadísticas del Censo del año
2001, en Venezuela hay 70 mil personas con
discapacidad asociada con miembros inferiores,
aunque no especifica qué tipo de afección, y no
todas se podrían ajustar al modelo de prótesis que
se está desarrollando actualmente.
» A nivel mundial, se estima que unos 30 millones
de personas necesitarán para 2010 de este tipo de
prótesis y la carencia es más notable en los países
en vías de desarrollo debido a los costos.
33