Colombia avanza en el desarrollo de prótesis mioeléctricas

Si escuchamos de los avances que han tenido la medicina y la ingeniería en el desarrollo de novedosas prótesis robóticas, usualmente pensamos en Europa, Estados Unidos o Japón, lejos de imaginar que en Colombia se realizan acciones e investigaciones en el campo.

El filósofo presocrático Anaxágoras aseguró que el hombre se convirtió en el ser vivo más inteligente gracias a las manos. Tal vez, por esta razón, si llega a faltar esta parte del cuerpo se busca la manera de reemplazarla con una extensión artificial.

La mano tiene dos funciones: prensión y tacto, gracias a las cuales el ser humano puede ejercer movimientos y llevar a cabo acciones de manipulación de objetos. Asimismo, el sentido del tacto es el encargado de desarrollar todas las capacidades de la mano; y el dedo pulgar es su miembro más importante, ya que sin éste la capacidad funcional de la mano se reduce un 40%¹.

El intento por sustituir una parte del cuerpo faltante no es nuevo, sin embargo, ha sido difícil para la ingeniería diseñar dispositivos que no sean complicados de asimilar por los pacientes que tienen amputaciones (congénitas o por trauma) en sus extremidades; y para la medicina aplicar técnicas quirúrgicas, como los trasplantes heterólogos de mano.

De acuerdo con el doctor Enrique Vergara Amador, ortopedista especialista en cirugía de mano y microcirugía, y presidente de la Asociación Colombiana de Cirugía de la Mano, cuando una o más partes de la mano faltan, es posible realizar trasplantes parciales. “Con un dedo del pie del mismo paciente, se pueden reconstruir pequeñas partes de la mano”, asegura [Lea la entrevista realizada por El Hospital al Dr. Enrique Vergara aquí].

Según el doctor Vergara, cuando una persona ha perdido cuatro dedos, quedando intacto el pulgar, la mano se puede reconstruir de dos maneras:

1. Trasplantando dos dedos del pie a la mano, para que el pulgar pueda ejecutar el movimiento de oposición y tocar las yemas de los otros dos dedos, y su función de pinza.
2. Acondicionando un aditamento ortopédico parcial con ligeros movimientos de agarre y oposición; o prótesis estáticas.

Existen diferentes tipos de prótesis artificiales de mano, como se puede observar en la tabla 1. En efecto, la fabricación de manos y/o brazos artificiales para cualquier tipo de amputaciones depende de los requerimientos de cada paciente¹.

En este sentido, el doctor Vergara asegura que el proceso de adaptación de las prótesis mecánicas o de mando mioeléctrico para los pacientes con amputaciones congénitas es difícil, “ya que nacen sin la mano o el brazo y se acostumbran a realizar sus funciones sin ese miembro. Diferente es el caso de los pacientes que nacen con todas sus extremidades y pierden una de ellas, porque sienten la necesidad de reconstruirla. Por lo tanto, es recomendado el aditamento ortopédico, especialmente para los niños. El proceso de adaptación a este tipo de extensiones en un niño es mayor que en un adulto, puesto que tiene mayor plasticidad en el cerebro para aprender rápidamente”, enfatizó.

Las extensiones artificiales mioeléctricas son prótesis eléctricas o híbridas controladas por una interfase mioeléctrica, que en la actualidad proporcionan un mayor grado de rehabilitación.

Caso Colombia

A pesar de que no existen cifras concretas acerca de la cantidad de personas que sufren amputaciones en Colombia, la Asociación Colombiana de Medicina Física y Rehabilitación estima que en el país la incidencia de amputación es de 200 a 300 personas por cada 100 mil habitantes. Las amputaciones por trauma son causadas por enfermedades, accidentes de tránsito, violencia común, accidentes laborales, conflicto armado, minas antipersona, congelación y quemaduras².

En el país se han diseñado diferentes prototipos de mano, entre ellos: el mecanismo obtenido para pinza bidigital mano PROTUN, fabricada con mínimos grados de libertad para realizar el agarre; la pinza y rotador para prótesis de mano mioeléctrica, cuyo objetivo era mejorar la prensión palmar; y el de prótesis de mano accionada por voz, desarrollada para personas con amputaciones en mano y muñeca¹.

Luego de ellas, ingenieros de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) han investigado en la fabricación de extensiones protésicas utilizando biotecnología y tecnología de impresión tridimensional (3D) para realizar las medidas más rápido, e imprimir todo en una sola pieza. Christian Silva, ingeniero mecatrónico de la U.N., ha trabajado en el diseño de aditamentos ortopédicos parciales para dedos y manos para uso en niños entre los tres y doce años, porque a estas edades se logra un porcentaje muy alto de adaptación.

Esta iniciativa empezó con el diseño de una prótesis parcial mecánica manufacturada con acero inoxidable. Más adelante, Silva comenzó a producir prótesis, tanto mecánicas como mioeléctricas, con tecnología de impresión 3D, reduciendo tiempo y costos de fabricación. La mano mecánica se apoya en un mecanismo de poleas. Su diseño se realiza mediante un prototipo estable y de fácil colocación. El prototipo mioeléctrico “funciona con sensores que se colocan en los músculos. Cuando la persona acciona su musculatura, la mano mueve los dedos y efectúa las acciones de agarre”.

El proyecto Promanu, dirigido por el ingeniero Nelson Arzola, profesor de la Facultad de Ingeniería Mecatrónica de la U.N., presenta una mano robótica que se mueve por control de voz, y realiza varias acciones, gracias a un comando mioeléctrico que efectúa movimientos biomecánicos³.

El doctor Vergara asevera que los mejores prototipos de prótesis son las mioeléctricas, ya que “las mecánicas son más difíciles de manipular y operan con ciertos movimientos que tiene el antebrazo. La mejor indicación para adecuar una prótesis mioeléctrica es cuando la persona ha perdido completamente la mano, pero le queda un buen antebrazo, con musculatura y nervios, ya sea en la cara palmar o en la dorsal, permitiendo ciertos movimientos de la mano gracias a sus conexiones eléctricas”.

Además, destacó que los proyectos de investigación llevados a cabo en la U.N., desde la facultad de Ingeniería Mecatrónica, están involucrando diseños especiales.

El especialista, quien ha realizado trabajos en conjunto con algunos investigadores de esta universidad, señaló que ahora se están diseñando modelos de mano tridimensionales, gracias a la tomografía computarizada. Sin embargo, reconoció que hay mucho trabajo por hacer  en este campo.

Asimismo, concluyó que en Colombia existe la capacidad para desarrollar proyectos novedosos en el campo de la ortopedia “desde la medicina, la mecánica y la ingeniería. Lo difícil es implementar la tecnología”.