Las prótesis inflables son el futuro de las amputaciones

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Las prótesis inflables podrían estar disponibles en el corto plazo y sus resultados además de costos son una noticia esperanzadora.

Un gran avance para el mundo de las prótesis proviene en una colaboración de científicos del MITUniversidad Jiao Tong, de Shanghai. Crearon una mano robótica inflable que tiene un precio mucho más accesible y ofrece un control táctil en tiempo real.

Cuenta con un diseño flexible, cada dedo está unido y da la sensación de que fuese un globo, gracias a la impresión en 3D, el resultado es una palma totalmente funcional. Lo mejor de todo, es el precio, unos $500 dólares, mientras que las prótesis que hay en el mercado hoy no bajan de los $5.000  dólares.

Las prótesis inflables son el futuro

Los ejercicios de testeo para los voluntarios del estudio eran sometidos a distintas pruebas, como abrir una maleta, servir jugo en un vaso o acariciar a un gato, los resultados eran igual o incluso mejores que las neuroprótesis actuales, que son mucho más rígidas.

Su peso es de alrededor de media libra, que son 226 gramos aproximadamente, siendo más ligera que las prótesis comunes y entregando un sistema de retroalimentación táctil que permite restaurar sensaciones y conexiones nerviosas en algunos voluntarios.

También cuenta con una gran resistencia, es capaz de soportar golpes de martillo o incluso soportar un impacto de un automóvil.

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"Este no es un producto todavía, pero el rendimiento ya es similar o superior a las neuroprótesis existentes, por lo que estamos entusiasmados.Existe un gran potencial para fabricar esta prótesis blanda a muy bajo costo, para familias de bajos ingresos que han sufrido una amputación" señaló Xuanhe Zhao, profesor de ingeniería mecánica y de ingeniería civil y ambiental en el MIT. 

A diferencia de las neuroprótesis, que controlan cada dedo con motores eléctricos montados, la mano de los investigadores del MIT ocupa un sistema simple, como el de los neúmaticos, los dedos se inflan con precisión y se pueden doblar en posiciones específicas. El sistema incluye una pequeña bomba y válvulas para inflarse, se puede cargar en la cintura y esto disminuye la carga del peso. 

Los ingenieros desarrollaron un modelo que permite relacionar la posición deseada de un dedo, incluyendo agarres comunes como agarrar con dos dedos o poder cerrar la palma de la mano.

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A partir de la recepción de señales en los sensores, conexiones neuronales motoras permiten controlan los musculo, los sensores se colocan en la abertura de la prótesis, que se adhiere a la extremidad del usuario. Esto les permite captar señales de un miembro residual, como cuando un amputado se imagina cerrando el puño.

Luego, el equipo utilizó un algoritmo existente que decodifica las señales musculares y las relaciona con tipos de prensión comunes. Por ejemplo, cuando se imagina un amputado sosteniendo una copa de vino, los sensores captan las señales musculares residuales, que el controlador de la prótesis luego traduce en las presiones correspondientes. 

Uno de los mayores avances conseguidos es la retroalimentación táctil, para hacer esto, cosieron en la punta de cada dedo un sensor de presión que al tocar o apretar produce una señal eléctrica proporcional a la presión detectada, con esto, se puede diferenciar el tacto del pulgar con el dedo índice de la prótesis

Probaron las prótesis con distintos tipos de agarres, apilar las fichas de las damas, pasar páginas, escribir con un lápiz, recoger objetos frágiles como frutillas, etc. Repitieron el ejercicio con las manos biónicas que son más rígida, con lo que los voluntarios señalaron que eran tan buenas o incluso mejor.

Un voluntario logró usar intuitivamente la prótesis blanda en las actividades diarias, por ejemplo, para comer galletas, manzanas,  también pudiendo manipular objetos y herramientas, como botellas, martillos y alicates. Incluso, estrechar la mano, tocar una flor y acariciar a un gato. Al cerrar los ojos los los voluntarios podían sentir que dedo estaban utilizando y descifrar el tamaño y peso del objeto que levantaban

 

 

Los científicos aseveran que estos experimentos son una señal prometedora de que los amputados pueden recuperar una forma de sensación y control en tiempo real con la mano inflable. El equipo a cargo presentó una patente sobre el diseño, a través del MIT, y está trabajando para mejorar su detección y rango de movimiento.

'Ahora tenemos cuatro tipos de agarre. Puede haber más', dice Zhao. “Este diseño se puede mejorar con una mejor tecnología de decodificación, matrices mioeléctricas de mayor densidad y una bomba más compacta que se puede llevar en la muñeca.También queremos personalizar el diseño para la producción en masa, de modo que podamos traducir la tecnología robótica blanda en beneficio de la sociedad".

La investigación de la mano robótica se publica en la revista  Nature Biomedical Engineering .

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