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Crean en el IPN prótesis que reproduce rotación de rodilla

La pieza desarrollada por politécnicos permite subir y bajar escaleras. Se aprende a usar en un solo día de entrenamiento; es más ligera y más barata que otras disponibles en el mercado

Investigadores del Instituto Politécnico Nacional (IPN) desarrollaron una prótesis para personas que fueron amputadas de la pierna y que es diferente a todas las existentes por, al menos, cinco características: reproduce con gran similitud los movimientos de las rodillas; permite subir y bajar escaleras; se aprende a usar en un solo día; es más ligera y más barata que las que actualmente están disponibles en el mercado.

El autor del desarrollo y líder del equipo de investigación, Gerardo Alejandro Valentino Orozco, labora en la Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA) del Politécnico y, en entrevista con Crónica,  explicó que la rodilla humana no es una simple bisagra que se abre y se cierra en una sola dirección, es un sistema con movimientos complejos y resistencia a cargas, soportados por los ligamentos cruzados. Este sistema fue descrito y reproducido por el doctor Valentino Orozco.

“Existen diferentes tipos de prótesis para pierna. Están las de sólo un vástago que no se dobla; ésas consisten nada más en un socket que se adapta al lugar donde ocurrió la amputación, y tiene un tubo y un pie estético. Un segundo tipo de prótesis son las unicéntricas, que tienen un movimiento único, parecido al de una visagra. Por último están las más recientes, que son las policéntricas, las cuales tienen mecanismos que tratan de imitar los movimientos de las rodillas”, explicó el doctor.

Las prótesis actuales se basan mucho en estudios realizados en los años sesenta, donde se describen los movimientos de las rodillas a partir de los estudios realizados en cadáveres, para comprender la manera de cómo opera la que es la articulación mayor del cuerpo humano. Sin embargo, los estudios realizados en México por el equipo de Alejandro Valentino tienen aportaciones originales.

“Esos estudios funcionaron muy bien y representaron un gran avance, pero también tenían errores de cálculo porque se hacían en cadáveres y esto tiene varios problemas, por ejemplo: para llegar a los ligamentos cruzados se tenían que quitar otros tejidos alrededor de la rodilla y esto alteraba el cálculo; además los ligamentos se estudiaron en cadáveres y nunca se vieron en movimiento, sin mencionar que en una persona muerta aparece el rigor mortis, que también cambia la información sobre los movimientos corporales”, dijo el líder del equipo de la nueva prótesis.

“Nosotros hicimos las cosas diferente porque obtuvimos la información sobre la manera en cómo se mueve la rodilla, a partir de imagenología de personas vivas y nuestros cálculos se aproximan mucho más al movimiento verdadero de una pierna, sin rigor mortis y sin quitar tejidos”, añade Valentino.

Los estudios del IPN se hicieron con individuos mexicanos, lo que también aumenta la precisión y la facilidad para que sea adaptada rápidamente a la población. Detrás de este desarrollo hay mucha matemática y mucho modelaje por computadora.

“Los primeros cálculos matemáticos los comencé a hacer desde el año 2000. Primero fueron cálculos a mano, con mucha álgebra y geometría. Posteriormente hicimos los primeros modelos o simulaciones por computadora y finalmente comenzamos a trabajar con cálculos sobre los materiales que era conveniente usar”, agrega el entrevistado.

Finalmente, la prótesis que se tiene hasta ahora está fabricada en aluminio y su diseño tiene capacidad para soportar cargas en proporción con el tamaño, peso y dinámica del individuo.

“Una manera corta de explicarlo es que si una persona que requiere la prótesis pesa 70 kilogramos, los cálculos de carga y fuerza se hacen con un peso de hasta 300 kilogramos, porque si en algún momento la persona corre y es frenada de golpe, la carga que recibe la prótesis no es sólo de 70 kilogramos, sino de 300 kilogramos”, añade Alejandro Valentino.

El desarrollo politécnico está en trámite de patente y sigue perfeccionándose. Ya existen pacientes que usan la prótesis y en ellos se ha demostrado la otra singularidad de este esfuerzo: todos han aprendido a usar la prótesis en un solo día y han sido capaces de subir y bajar escaleras.

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