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Estudio del Arte en Protesis de Piernas




    Estudio del Arte en Prótesis de Pierna –
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    Abstract – En el presente documento
    científico conoceremos acerca del desarrollo
    biotecnológico y su aplicación en el ser humano con
    el fin de mejorarla calidad de vida de individuos con
    amputaciones y la forma de superación y comodidad con
    diferentes tipos de prótesis.

    Índex Terms –
    Bioingeniería, Prótesis, Pierna.

    En la actualidad se conoce mucho acerca del desarrollo
    de prótesis tanto mecánicas como
    electrónicas acerca de miembros del cuerpo amputados o con
    fallas, en cuyo caso se hablara acerca de las prótesis de
    piernas, en tanto se sabe que en las últimas
    décadas este desarrollo se ha visto potencializado a gran
    escala.

    Gracias a esta constante evolución el desarrollo
    de esta tecnología, la misma llega a cubrir una de las
    mayores necesidades del ser humano que es poder desplazarse a
    voluntad. Sin embargo aunque exista una gran zona de
    investigación y un gran avance acerca de esta
    tecnología, está aún se encuentra dando sus
    primeros pasos en relación al suplemento del 100 por
    ciento de las funciones perdidas del ser humano, además de
    su increíble costo de tal manera haciendo inaccesible su
    comercio a gran escala.

    DESARROLLO

    Es la unión de dos ciencias enfocadas en las
    ciencias biológicas y de ingeniería ya que la
    unión de ambas permite un beneficio al ser humano y su
    desarrollo. [4][8]

    Principales Disciplinas de la
    Bioingeniería

    Biomecánica

    Estudio de la dinámica y la estática
    asociada a los sistemas fisiológicos del ser humano.
    [10]

    Biomateriales

    Estudio, diseño y desarrollo de los materiales
    bioimplantables. [10] [13]

    BioSensores

    Detección de los elementos biológicos a
    través de señales eléctricas hacia
    diferentes extremidades. [13]

    Historia

    El desarrollo de las prótesis va desde hace
    cientos de años atrás ya que como conocemos a largo
    de toda la historia la supervivencia humana y el desarrollo
    tecnológico siempre ha ido en aumento aún
    más si se trata de mejorar el cuerpo humano [5]

    Del 424 a.C. al 1 a.C.

    Se da el descubrimiento de una pierna artificial que
    data de aproximadamente 300 a. C. La misma que se encontraba
    elaborada de hierro y bronce, y con núcleo de madera.
    Además se afirma que un vidente persa remplaza su propio
    pie con una pantalla de palo para escapar de la muerte.
    [1][3]

    Alta Edad Media (476 a 1000)

    En la Alta Edad Media se realizaron muy pocos
    avances en los campos de la protésica, además la
    pata de palo como prótesis inferior, la mayor parte de las
    prótesis elaboradas en esa época se utilizaban para
    esconder deformidades o heridas producidas en el campo de
    batalla.[1][8]

    El Renacimiento (1400 a 1800)

    Esta época fue el gran surgimiento de la ciencia
    y la medicina por lo cual se llevaron a cabo grandes
    descubrimientos médicos relacionados con la
    protésica de los griegos y los romanos gracias a lo cual
    se logró renacer la historia de la protésica.
    Durante la época las prótesis generalmente se
    elaboraban con hierro, acero, cobre y madera. [3][2]

    Mediados y fines de 1500

    Se elaboraron prótesis para
    amputados de extremidades superior e inferior. Se inventaron
    dispositivos por encima de la rodilla, las cuales
    consistían en una pata de palo que como innovación
    a la época estas podían flexionarse en la rodilla y
    una prótesis de pie con una posición fija, un
    arnés ajustable además de un control de bloqueo de
    rodilla las cuales aún son usadas en la actualidad. [1]
    [17]

    Siglos XVII al XIX

    Se desarrolló la primera prótesis por
    debajo de la rodilla sin mecanismo de bloqueo. Se
    diseñó una prótesis elaborada con una pierna
    de madera con encaje, una articulación de rodilla de acero
    y un pie articulado controlado por tendones de cuerda de tripa de
    gato desde la rodilla hasta el tobillo. Se mejoraron
    diseños antiguos al agregarle un resorte anterior, un
    aspecto suave y tendones escondidos para simular un movimiento
    natural y de tal manera obtener una mayor comodidad. Se
    inventó una prótesis avanzada con un encaje de
    succión, una rodilla policéntrica y un pie
    multiarticulado. Se creó el dispositivo más liviano
    elaborándose así la primera prótesis de
    aluminio. [17] [7]

    Tiempos modernos

    Los dispositivos que se producen en la actualidad
    tienden a ser mucho más livianos esto gracias a su
    elaboración con plástico, aluminio y materiales
    compuestos para proporcionar a los amputados dispositivos
    más funcionales. Además de ser dispositivos
    más livianos y estar hechos a la medida del paciente,
    gracias a los microprocesadores, los chips informáticos y
    la robótica en los dispositivos actuales facilitaron que
    los amputados recuperen el estilo de vida al que estaban
    acostumbrados, mas no simplemente proporcionarles una
    funcionalidad básica o un aspecto más agradable. Se
    conoce que las prótesis son más reales son creadas
    con fundas de silicona y pueden imitar la función de una
    extremidad natural. [5] [1] [10]

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    • Figura1. Componentes
      Prótesis Miembro Inferior[12]

    Suspensión

    Sujetador de silicón ajustable, posicionado
    dentro del socket con la finalidad de evitar fricción y
    proporcionar comodidad. [20] [12]

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    • Figura2. Suspensión[12]

    Socket

    Conexión entre el paciente y la
    prótesis. [12]

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    • Figura3. Shoket

    Rodilla

    Conjunto de eslabones que dan origen a un sistema
    articulado rígido. [12][15]

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    • Figura4. Rodilla [19]

    Pilar

    Segmento el cual une la rodilla con el pie, se lo
    fabrico con materiales resistentes y ligeros como aluminio y
    fibra de carbono. [19][12]

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    • Figura5. Pilar [12]

    Pie

    Es un sistema el cual ayuda en la distribución
    del esfuerzo al contacto con las superficies, articulados y
    fabricados tomando en cuenta el pie sano. [18] [12]
    [19]

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    • Figura6. Pie [18]

    Los avances cibernéticos han permitido
    el diseño de prótesis inteligentes que
    funcionan como una pierna y permiten al usuario realizar multitud
    de actividades, incluso correr y jugar al fútbol.
    Estos ingenios están conectados al sistema
    nervioso del amputado y
    poseen microprocesadores que ajustan los movimientos.
    [19] [15]

    Las prótesis se pueden sujetar de diversas formas
    y esto dependerá de cada caso en particular. La forma
    más frecuente es por medio de succión, al colocar
    la prótesis se forma un ligero vacío entre
    el plástico y
    la piel manteniéndola en su posición, sin
    temor a que ésta se suelte durante su uso diario.
    [12].[14]La persona que va a usar una prótesis debe
    sentirse a gusto con ella y estéticamente verse bien para
    los demás; así podrá integrarse
    adecuadamente a su entorno social, laboral y familiar. Sin
    embargo, además de enfocarse a lo estético, se
    procura también devolver alguna de las funciones.
    [15]

    C-Leg

    La C-Leg es la primera prótesis que cuenta
    con un sistema hidráulico del mundo controlada con
    microprocesador. Con el uso de la Tecnología
    única C-Leg, se ha establecido un nuevo nivel de
    comodidad, seguridad y movilidad para los amputados
    transfemorales. [18][6]

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    • Figura7. C-Leg [18]

    Smart Adaptive

    Cuenta con un control por microprocesador para amputados
    nivel 3 y 4. Simplemente se adapta a los terrenos más
    complejos. Los sensores en el sistema analizan velocidad,
    pendientes, escaleras y otros parámetros. La
    adaptación da seguridad, y mejora el estilo de vida del
    amputado. El nuevo modo de programación inteligente reduce
    el tiempo de programación que permite a la rodilla
    comenzar a aprender los movimientos de la marcha del usuario.
    [9][10]

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    • Figura8. C-Leg [9]

    KXo6

    El control de la rodilla KX06 está
    diseñado para amputados nivel 3 y 4 que requiere la
    estabilidad de un bloqueo geométrico combinado con un va y
    ven hidráulico y control de posición.
    [11][7][2]

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    • Figura9. C-Leg[7]

    Power Knee

    Es una de las primeras rodillas biónicas para
    amputados transfemorales. La Power Knee ofrece niveles de
    funcionalidad y desempeño sin precedentes. La rodilla
    biónica reemplaza la verdadera actividad del musculo para
    flexionar y extender cuando se es requerido. [3] [20]

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    • Figura10. C-Leg [3]

     Un mal ajuste podría provocar
    estrés adicional o presión en el
    muñón o en la otra pierna. El aumento en la
    presión puede conllevar a dolor o a problemas de la piel y
    estos al no recibir tratamiento pueden contraer una
    infección. Con el tiempo, existe el riesgo de que se
    necesite otra amputación. [12][16]

    • La implementación de prótesis ha
      mejorado notablemente la vida de personas con amputaciones
      totales o parciales de miembros por lo cual significa un gran
      avance tanto medico como mecánico.

    • Es de tener cuidado al momento de usar la
      prótesis con el objetivo de no causar complicaciones
      con el miembro amputado y se necesite una operación
      para corregir dicho problema.

    • La implementación de las prótesis en
      el mundo se ha venido dando desde épocas muy antiguas
      por lo cual este viene a tener un progreso exponencial
      según la época por la cual se
      desarrolle.

    • El uso de las prótesis más
      actualizadas ayuda a recobrar de una manera más exacta
      y funcional la sensación de normalidad en personas con
      miembros amputados esto gracias a los avances
      electrónicos implementados en ellos.

    • Existe una gran diversidad de prótesis las
      cuales en su mayor desarrollo son las dadas por la
      electrónica implementando de tal manera micro
      controladores para una precisión y programación
      más adecuada.

    Kim Norton, Un Breve
    Recorrido Por La Historia Protésica, Volumen 17,
    2007

    Marissa Claudiands Fernandez
    Espinoza, Caracterizacion Del Movimiento De La Rodilla Y
    Diseño De Un Mecanismos Policentrico, 2008

    José Antonio
    García Merino And Carlos Enrique Rodríguez
    Dávila, Diseño De Una Prótesis Trasnbial
    Amortiguada, 2012

    Lisandro Puglisi And
    Héctor Moreno, Prótesis
    Robóticas

    "A Brief History Of Prosthetics", Kim N.
    Norton, In Motion, Volume 17, Issue 7,
    November/December 2007. Samuel K. Au, Jeff Weber, And Hugh Herr,
    Biomechanical Design Of A Powered Ankle-Foot Prosthesis.
    Proceedings Of The 2007 IEEE 10th

    Sally Adee "Winner: The Revolution Will Be
    Prosthetized". IEEE

    Introducción a la
    Bioingeniería, Marcombo, 1988

    Prótesis Rotatoria de Rodilla,
    R.Navarro Garcia J. Sanchez Diaz y J. Ojeda Castellano,
    1989

    The National Institute Of Biomedical
    Imaging And Bioengineering (NIBIB), Piernas
    Robóticas Motorizadas – Saltando Hacia El Futuro,
    2012

    MC.C. Enrique Jiménez
    Espriu, Dr Armanado Ortiz Prado And Jhonatan Ulises Vega Callada,
    Estudio Del Arte Y Prospectiva De La Ingeniería De
    México

    Manuel Alejandro
    Chávez Cardona, Felipe Rodríguez Spitia, Asfur
    Baradica López, Exoesqueletos Para Potenciar Las
    Capacidades Humanas Y Apoyar La Rehabilitación,
    2010

    Rocio
    Fernandez, Biotecnológica,
    2012

    Allina
    Helath, Protesis Para Miembro Inferior,
    2010

    Anai
    Valencia Lazcano, Diseño Y Desarrollo De Una
    Protesis Flex-FOOT, 2009

    Doug
    Hewitt, Ventajas De La Protesis De Piernas,
    2012

    Jhonathan
    Ruiz, Robótica Estado Del Arte
    2009

    Ada N. Rivera
    Sánchez, Prótesis transtibial,
    2004

    Pila Serra, Protesis,
    2005

    Blanca Karina Vera Reyes1
    / César Augusto Arias Nuñez2 Aidé Mercedes
    Espejo Mora3 / Pedro Fernando Martín Gómez4,
    Diseño De Un Encaje Para Prótesis De Miembro
    Inferior Con Amputación Por Encima De La RODILLA,
    2007

    Autor:

    Luis Geovanny Torres
    Jaramillo

    Universidad
    Politécnica Salesiana

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