Resumen
El presente documento trata sobre las prótesis de las extremidades inferiores, englobando sus partes, materiales. Ya que al tratarse de la bioingeniería se unen dos tipos de ciencias como lo son la biología y la ingeniería pero interactuando para desarrollar tecnología que utilizando procesos de la ingeniería y simulando sistemas biológicos sean una alternativa viable para la adquisición de estos dispositivos
Abstract- This paper deals with prosthetic lower limb, encompassing parts, materials. As these consisted of two types of bioengineering sciences such as biology and engineering to develop technology but interacting processes that use engineering and simulating biological systems are a viable alternative for the acquisition of these devices are attached.
Palabras Claves— Prótesis, Pierna, Extremidad Inferior
Introducción
A través de los años desde cuando la humanidad desarrolló tecnología capaz de ayudar a diferentes aspectos de nuestras vidas, facilitando ya sea el trabajo, la salud o simplemente el confort de la persona. En cuanto a la salud el avance en la producción de prótesis proporciona cada vez más el uso de éstas, ya que en años anteriores al ser muy costosos no se los utilizaban.
Uno de los aspectos más importantes para el desarrollo de las prótesis hoy en día es el avance en robótica así como también el resurgimiento de la Bioingeniería como una parte de la Medicina moderna, impulsando no solo el uso de estas sino también que se mejorara el estilo de vida de la persona que usa una de estas. [5]
Desarrollo
Las prótesis de piernas surgen como problema de movilidad para personas que han sufrido daños en sus extremidades, pero ¿Cuáles son los problemas más comunes para estos estados? Las amputaciones son la principal causa para este efecto pero las amputaciones no siempre tienen un mismo origen ya que algunas vienen por causa de malformaciones o por traumatismo. Aquí están las principales causas.
Insuficiencia Vascular: Representa la causa más común en las amputaciones, pueden mencionarse la arteriosclerosis, la angiopatía diabética, enfermedad de Büerguer y enfermedad de Raynaund. [4]
Traumatismo y sus secuelas: la región puede estar lesionada en forma tan evidente que haga imposible la supervivencia, fracturas complicadas, falta o mala consolidación, heridas penetrantes con lesión vascular, congeladuras y quemaduras. [4]
Lesiones tumorales: puede representar la única salvación ente la presencia de sarcomas, carcinomas, etc. [4]
Trombosis y embolias: Cuando son causa de necrosis secundaria. [4]
Infecciones: ya sea aguda o crónica que no responde al tratamiento de esta gangrena gaseosa es la más fulminante, osteomielitis, tuberculosis de huesos y articulaciones. [4]
Trastornos tróficos: dados por las lesiones nerviosas como la enfermedad de la lepra, lesiones y neoplasias medulares. [4]
Malformaciones congénitas: Las amputaciones de un miembro deben ser consideradas solo cuando la extremidad no tiene ninguna función, ya que al amputarla facilitaría la colocación de la prótesis. [7]
Una vez mostrada las posibles causas ahora nos centraremos en la ciencia con la que se desarrollan las nuevas tecnologías de las prótesis.
Bioingeniería
La bioingeniería o la Ingeniería Biológica trata acerca de todo un mundo sobre la relación entre la biología y sus aspectos, con la ingeniería y sus procesos y viceversa, trata sobre la perfecta interacción entre estos dos campos de estudios.
La relación entre estas dos ciencias nos ayuda a desarrollar desde un punto de vista de ingeniería, nuevos dispositivos basados en sistemas biológicos, en este marco nos centramos para el desarrollo de las prótesis ya que se establece una pérdida de un miembro para la obtención de un elemento creado sintéticamente para sustituir la extremidad. [10]
Ahora ya mucho más empapado sobre el tema nos abriremos paso hacia el mismo, comenzamos por los tipos de prótesis:
Tipos de Prótesis
Existen tres grandes grupos de prótesis para extremidades inferiores.
Prótesis para amputaciones del pie o partes del pie.
Estas prótesis son básicamente utilizadas para la comodidad del paciente ya que facilita el movimiento. [17]
Figura 1 Prótesis de Pie
Prótesis para amputaciones por debajo de la rodilla
Estas prótesis están constituidas como se muestra en la figura 2 de Pie, Tobillo, Pierna, el encaje y el sistema de suspensión. [17]
Figura 2 Partes de Prótesis debajo de Rodilla
Este tipo de prótesis podemos subdividirlas en por el tipo de materiales que utiliza.
Prótesis tipo Syme: definitiva en resina poliéster de alta resistencia que permite abertura de ventanas en sentido anterior, posterior o lateral dependiendo del estado del muñón. [4]
Figura 3 Prótesis Syme
Prótesis convencional con Pie Sach: En este tipo de encaje como características principales encontraremos las orejas de la prótesis a un nivel medio de los cóndilos tibiales, y se sujetará a través de correas. [4]
Figura 4 Protesis Pie Sach
Prótesis BL para amputados trans – tibiales: En este tipo de prótesis podemos utilizar 4 tipos de encajes, Tipo PTB, PTS, KBM, TSB en el tipo de encaje: P.T.B: En este tipo de encaje como características principales encontraremos las orejas de la prótesis a un nivel medio de los cóndilos tibiales, y se sujetará a través de correas. [4]
Figura 5 Prótesis Trans Tibiales
Prótesis con sistema endolite pie multiflex: En este tipo de prótesis podemos utilizar 4 tipos de encajes, Tipo PTB, PTS, KBM, TSB en el tipo de encaje: P.T.B: En este tipo de encaje como características principales encontraremos las orejas de la prótesis a un nivel medio de los cóndilos tibiales, y se sujetará a través de correas. [4]
Figura 6 Prótesis Sistema Endolite Pie Multiflex
Prótesis de amputaciones por encima de la Rodilla
Las amputaciones por encima de la rodilla pueden producirse por diferentes causas y por tanto la indicación y la conducta a seguir deben de ser distintas. Amputaciones del tercio medio del muslo este nivel es el ideal para la colocación de la prótesis aunque existen algunas variaciones de acuerdo a las características de cada individuo. [17]
Figura 7 Prótesis Encima de Rodilla
Materiales Utilizados
Material termoplástico
Se los utiliza mucho ya que se cuenta con un plástico muy resistente. . [12]
Figura 8 Protesis con Material Termoplástico
Silicona
Sirven básicamente para la sujeción de la extremidad con la prótesis. . [12]
Figura 9 Silicona como sujeción
Metales
Se los utiliza ya que son muy resistentes a golpes y otros son muy livianos, dadas los sin números de aleaciones que existen de estos podemos gozar de un material mucho más resistente y liviano que el plástico. [12]
Figura 10 Prótesis con material Metálico
Forros
Se los utiliza en la suspensión de la extremidad con la prótesis. Al ser térmica permite ser moldeada con el calor. [12]
Figura 11 Forro como Suspensión de la Extremidad
Conclusiones y recomendaciones
Como conclusión podemos decir que la simplificación es muy útil para la construcción de circuitos porque nos facilita el armado del circuito como también el uso excesivo de materiales ya que esto puede ahorrarnos dinero o simplemente tiempo por el armado
Este tipo de simplificación puede ser más utilizada al principio pero a la larga este método es mucho más complejo ya que al tener circuitos con más entradas va a ser demorado hacerlo por este método, por ende se aconseja hacerlo para circuitos pequeños.
Referencias
[1] Amazings. (10 de Octubre de 2011). Prótesis de pierna para caminar de modo natural. Obtenido de Noticias de la Ciencia: http://noticiasdelaciencia.com/not/2407/protesis-de-pierna-para-caminar-de-modo-natural/
[2] Bao, Z. (2015). Bionic touch lights up neurons. Nature, 478.
[3] Bravo, D., & Rengifo, C. (2014). Modelo Biomecánico de una Prótesis de Pierna. Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI, 417-425.
[4] Corner, J. (2008). Protesis y Componentes por debajo de la rodilla. En J. Corner, Protesica del Miembro Inferior (págs. 127-139).
[5] Cuello, J. (2005). Engineering to biology and biology to engineering. Londres: TEMPUS Publications.
[6] Endy, D. (2005). Foundations for engineering biology. Nature, 449-453.
[7] Gil, V. (s.f.). Fundamentos de Medicina de Rehabilitacion. Costa Rica: Editorial UCR.
[8] Herr, H. (Marzo de 2014). La nueva biónica que nos permite correr, escalar y bailar. Obtenido de TED: https://www.ted.com/talks/hugh_herr_the_new_bionics_that_let_us_run_climb_and_dance/
[9] Holmes, J. (10 de Julio de 2011). La protesis y sus componentes. Obtenido de Expetactions: http://www.amputee-coalition.org/spanish/expectations/components.html
[10] Mompín, J. (2008). Introduccion a la Bioingenieria. Barcelona: Marcombo SA.
[11] Muy Interersante. (5 de Agosto de 2015). Como funciona la protesis de Pierna. Obtenido de http://www.muyinteresante.es/curiosidades/preguntas-respuestas/icomo-funciona-una-protesis-de-pierna
[12] Ortopedicos Orleco E.U. (2007). Protesis Miembros Inferiores. 1-6.
[13] Smith, D. (2003). Amputaciones Tibiales. inMotion, 1-8.
[14] Solá, J. (2004). Malformaciones en la Extremidades. Barcelona: Masson SA.
[15] Uellendahl, J. (2011). Materiales usados en la protésica. Segunda parte. InMotion.
[16] Van Hal, E., Otten, E., Hijimans, J., & Postema, K. (2015). A new leg prosthesis to improve lateral balance in prosthetic walking. Gait & Posture, S81-S82.
[17] Viladot, R., Cohi, O., & Clavell, S. (2005). Ortesis y Protesis del aparato Locomotor. Barcelona: Masson SA.
[18] Wallach, J., & Saibel, E. (s.f.). Control mechanism performance criteria for an above-knee leg prosthesis. Journal of Biomechanics, pág. 87.
Autor:
Jonnathan Jara, Brian Quinteros.
Universidad Politécnica Salesiana – Sede Cuenca
Electrónica Analógica II