Control de Prótesis

Las extremidades prostéticas son la solución más común para reemplazar una extremidad perdida. Sin embargo, el control de prótesis es complejo y a menudo poco fiables, con solo un par de movimientos disponibles. Los músculos remanentes en el miembro residual son la fuente de control preferida para las manos biónicas. Esto se debe a que los pacientes pueden contraer los músculos a voluntad, y la actividad eléctrica generada por las contracciones se puede usar para indicarle a la mano prostética qué hacer, por ejemplo, abrirse o cerrarse. Un problema importante en los niveles de amputación más altos, como por encima del codo, es que no quedan muchos músculos para comandar las muchas articulaciones robóticas necesarias para restaurar realmente la función de un brazo y una mano.

Un equipo multidisciplinario de cirujanos e ingenieros ha eludido este problema reconfigurando el miembro residual e integrando sensores y un implante esquelético para conectar con una prótesis eléctrica y mecánicamente. Al diseccionar los nervios periféricos y redistribuirlos a nuevos objetivos musculares utilizados como amplificadores biológicos, la prótesis biónica ahora puede acceder a mucha más información para que el usuario pueda comandar muchas articulaciones robóticas a voluntad (video: https://youtu.be/h1N-vKku0hg).

La investigación fue dirigida por el profesor Max Ortiz Catalan, director fundador del Centro de Bionics y Investigación del Dolor (CBPR) en Suecia, Jefe de Investigación de Prótesis Neurales en el Instituto Bionics en Australia, y Profesor de Biónica en la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia.

«En este artículo, demostramos que la reconexión de nervios a diferentes objetivos musculares de una manera distribuida y concurrente no solo es posible sino también conducente a un mejor control prostético. Una característica clave de nuestro trabajo es que tenemos la posibilidad de implementar clínicamente procedimientos quirúrgicos más refinados e incrustar sensores en las construcciones neuromusculares en el momento de la cirugía, que luego conectamos al sistema electrónico de la prótesis a través de una interfaz oseointegrada. Los algoritmos de I.A. se encargan del resto.»

Las extremidades prostéticas comúnmente se unen al cuerpo mediante un casquillo que comprime el miembro residual causando incomodidad y es mecánicamente inestable. Una alternativa a la unión por casquillo es usar un implante de titanio colocado dentro del hueso residual que se ancla fuertemente, esto se conoce como oseointegración. Dicha unión esquelética permite una conexión mecánica cómoda y más eficiente de la prótesis al cuerpo.

«Es gratificante ver que nuestra innovación quirúrgica y de ingeniería de vanguardia puede proporcionar un nivel tan alto de funcionalidad para una persona con una amputación de brazo. Este logro se basa en más de 30 años de desarrollo gradual del concepto, en el que me enorgullece haber contribuido», comenta el Dr. Rickard Brånemark, afiliado de investigación en el MIT, profesor asociado en la Universidad de Gotemburgo, CEO de Integrum, un experto líder en oseointegración para prótesis de miembros, quien realizó la implantación de la interfaz.

La cirugía tuvo lugar en el Hospital Universitario Sahlgrenska, Suecia, donde se encuentra el CBPR. El procedimiento de reconstrucción neuromuscular fue realizado por el Dr. Paolo Sassu, quien también lideró el primer trasplante de mano realizado en Escandinavia.

«El increíble viaje que hemos emprendido junto con los ingenieros biónicos en el CBPR nos ha permitido combinar nuevas técnicas microquirúrgicas con electrodos implantados sofisticados que proporcionan control de un solo dedo de un brazo protésico, así como retroalimentación sensorial. Los pacientes que han sufrido una amputación de brazo ahora pueden ver un futuro más brillante», dice el Dr. Sassu, que actualmente trabaja en el Istituto Ortopedico Rizzoli en Italia.

El artículo de Science Translational Medicine ilustra cómo los nervios transferidos se conectaron progresivamente a sus nuevos músculos anfitriones. Una vez que el proceso de inervación había avanzado lo suficiente, los investigadores los conectaron a la prótesis para que el paciente pudiera controlar cada dedo de una mano prostética como si fuera suyo (video: https://youtu.be/FdDdZQg58kc). Los investigadores también demostraron cómo el sistema responde en las actividades de la vida diaria (video: https://youtu.be/yC24WRoGIe8) y actualmente están en proceso de mejorar aún más la controlabilidad de la mano biónica. Veremos cómo evoluciona este sistema de control de prótesis.

Fuente:
Sciencedaily

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