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.

I. INTRODUCCIÓN

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.

II. DESARROLLO

A. Bioingeniería

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.

Principales Disciplinas de la Bioingeniería

Biomecánica

Estudio de la dinámica y la estática asociada a los sistemas

fisiológicos del ser humano

Biomateriales

Estudio, diseño y desarrollo de los materiales bioimplantables

BioSensores

Detección de los elementos biológicos a través de señales

eléctricas hacia diferentes extremidades.

B. Prótesis de Miembro Inferior

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

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.

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.

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.

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.

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.

Luis Geovanny Torres Jaramillo ltorresj1@est.ups.edu.ec

Universidad Politécnica Salesiana

Estudio del Arte en Prótesis de Pierna

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.

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.

C. Partes de la Prótesis de Miembro Inferior

Figura1. Componentes Prótesis Miembro Inferior

Suspensión

Sujetador de silicón ajustable, posicionado dentro del socket

con la finalidad de evitar fricción y proporcionar comodidad.

Figura2. Suspensión

Socket

Conexión entre el paciente y la prótesis.

Figura3. Shoket

Rodilla

Conjunto de eslabones que dan origen a un sistema articulado

rígido

Figura4. Rodilla

Pilar

Segmento el cual une la rodilla con el pie, se lo fabrico con

materiales resistentes y ligeros como aluminio y fibra de

carbono.

Figura5. Pilar

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

Figura6. Pie

D. Funcionamiento

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.

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

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.

E. Prótesis Comerciales

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.

Figura7. C-Leg

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.

Figura8. C-Leg

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.

Figura9. C-Leg

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.

Figura10. C-Leg

F. Riesgos de Prótesis Miembro Inferior

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.

III. CONCLUSIONES

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.

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