Investigadores del MIT

Desarrollan un pie protésico de bajo coste que se adapta al peso y tamaño del paciente

Pie protésico
MIT
Actualizado 29/06/2018 23:17:56 CET

Gracias a su diseño, asemeja la manera de andar a la de una persona sin discapacidad

MADRID, 29 Jun. (EUROPA PRESS) -

Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) han desarrollado un pie protésico simple y de bajo coste que se adapta al peso y tamaño del cuerpo del paciente, de forma que la manera de caminar sea la más similar posible a la de una persona sin discapacidad.

Los investigadores, liderados por el profesor asociado de Ingeniería Mecánica del MIT Amos Winter, han publicado los resultados de este nuevo dispositivo en la revista 'ASME Journal of Mechanical Design'. Tras plantearse como reto una prótesis que se ajustara lo más posible al funcionamiento de un pie, los investigadores se centraron en basar en la idea de que los amputados que han perdido una extremidad por debajo de la rodilla no pueden sentir lo que hace un pie protésico.

"Una de las ideas clave que tuvimos fue que, para una persona, el pie es como una caja negra, no está conectado a su sistema nervioso y no interactúa íntimamente con el pie", ha explicado Winter. En lugar de diseñar un pie protésico para replicar los movimientos de un pie sano, buscaron diseñar un dispositivo que produjera movimientos en la parte inferior de la pierna, similares a los de la pierna de una persona sana mientras caminan.

"Esto abrió un camino para nosotros, porque podemos cambiar drásticamente el pie, siempre y cuando hagamos que la pierna haga lo que queremos que haga, en términos de cinemática y carga, porque eso es lo que percibe el usuario", ha detallado el investigador.

Teniendo en cuenta la naturaleza de la parte inferior de la pierna, el equipo buscó formas de relacionar cómo la mecánica del pie se relaciona con la forma en que se mueve la pierna mientras el pie está en contacto con el suelo. Para hacer esto, los investigadores consultaron un conjunto de datos que comprendía medidas de los pasos tomados por un caminante sin discapacidad con un tamaño y peso corporal determinado.

Con estas cifras, Winter y el resto de investigadores desarrollaron un modelo matemático de un pie protésico simple, que describe la rigidez, el posible movimiento y la forma del pie. Gracias a su modelo, sintonizaron la rigidez y la geometría del pie protésico simulado para producir una trayectoria en la parte inferior de la pierna que estaba cerca del movimiento de una persona sin discapacidad.

"En condiciones ideales, sintonizaríamos perfectamente la rigidez y la geometría del pie para reproducir exactamente el movimiento de la parte inferior de la pierna. En general, vimos que podemos acercarnos bastante al movimiento y la carga sin discapacidad", ha señalado Winter.

Después, el equipo trató de identificar una forma ideal para un pie protésico de una sola pieza que fuera simple y asequible de fabricar, al tiempo que produjera una trayectoria de las piernas muy similar a la habitual. Para identificar una forma de pie ideal, el grupo ejecutó un 'algoritmo genético', una técnica común que se usa para descartar opciones desfavorables, en busca de los diseños más óptimos.

Los que presentaron un error menor se mezclaron y combinaron con otras formas, para llegar hacia una forma ideal con el menor desvío posible en la trayectoria de la pierna inferior. Así, supusieron que, ajustando la rigidez y la forma al peso y el tamaño del cuerpo de una persona, el equipo debería poder producir un pie protésico que generara movimientos en las piernas similares a los de un andar sin discapacidades.

Para probar esta idea, los investigadores desarrollaron varios pies para voluntarios en la India. Las prótesis estaban hechas de nylon mecanizado, un material elegido por su capacidad de almacenar energía. "Lo mejor es que no se comporta como un pie sano, no hay articulación de tobillo o metatarsiano, es solo una estructura grande, y lo único que nos importa es cómo se mueve la parte inferior de la pierna", ha afirmado Winter

Como próximos pasos, el equipo se ha asociado con Vibram, una empresa italiana que fabrica suelas de goma, botas de senderismo flexibles y zapatillas para correr que parecen pies. La compañía está diseñando una cubierta realista para la prótesis del equipo, que también le dará al pie algo de tracción sobre superficies fangosas o resbaladizas. Los investigadores planean probar las prótesis y los revestimientos en India esta primavera.

Winter dice que el diseño simple del pie protésico también puede ser una opción mucho más asequible y duradera que los dispositivos habituales. "Un pie protésico común hecho de fibra de carbono cuesta en Estados Unidos entre 1.000 y 10.000 dólares (de 800 a 8.000 euros). Nuestro diseño, personalizado completamente al pie, podría estar disponible por unos cientos de dólares porque tiene materiales más baratos", ha concluido.

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