Prótesis de pie imita marcha natural

Una prótesis de pie de bajo costo se puede adaptar individualmente para que la caminata del usuario sea similar a la de un modo de andar sin discapacidad.

Desarrollada por investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Cambridge, MA, EUA), la prótesis de pie se basa en un modelo matemático que describe la rigidez, el movimiento y la forma del pie, y también se relaciona con la forma cómo la pierna se mueve mientras el pie está en contacto con el suelo. Los investigadores primero consultaron un conjunto de datos existente de mediciones de pasos realizados por un caminante sin discapacidad con un tamaño corporal y peso determinados. A continuación, midieron las fuerzas de reacción del suelo y el centro cambiante de la presión que experimentaba el pie de un caminante al balancearse desde el talón hasta el dedo del pie, prediciendo la forma como la parte inferior de la pierna del usuario la traduciría para dar un solo paso.

Utilizando el modelo matemático, los investigadores ajustaron la rigidez y la geometría de la prótesis de pie simulada para producir una trayectoria en la parte inferior de la pierna que era similar a la del balanceo sin discapacidad. Para desarrollar la prótesis de pie en sí, decidieron no replicar un pie humano anatómico, sino que adoptaron un método diferente, basado en la idea de que los amputados que han perdido una extremidad debajo de la rodilla no pueden sentir lo que hace una prótesis, ya que ésta no está conectada al sistema nervioso, y por lo tanto, no hay interacción.

La forma del pie resultante es similar a la vista lateral de un esquí de trineo, y se puede personalizar con solo algunas variables seleccionadas, como el peso corporal y el tamaño, que se modifican en el algoritmo genético. La sección plantar de la prótesis está hecha de nylon mecanizado, un material elegido por su capacidad de almacenamiento de energía. Para ensayar el modelo prototipo, los investigadores produjeron varios pies para voluntarios en India. Estiman que el pie, si se fabrica a gran escala, podría costar un orden de magnitud menor que los productos existentes. El estudio fue publicado en la edición de marzo de 2018 de la revista Journal of Mechanisms and Robotics.

“Lo que es genial es que no se comporta como un pie sano, no hay articulación de tobillo o metatarsiano, es solo una gran estructura, y lo único que nos importa es cómo se mueve la parte inferior de la pierna a través del espacio. La mayoría de las pruebas se realizaron en interiores, pero a un tipo le gustó tanto que salió corriendo”, dijo el ingeniero mecánico principal, el autor Amos Winter, del MIT. “Un pie pasivo común en el mercado de EUA tendría un costo de mil a diez mil dólares, hecho de fibra de carbono. Imagine que va a su médico, toman algunas medidas, nos las envían de vuelta y le devolvemos un pie de nailon de diseño personalizado por unos cientos de dólares”.

Los investigadores se han asociado con Vibram (Albizzate, Italia), que fabrica suelas de caucho para botas de senderismo flexibles y zapatillas que se parecen a los pies. La compañía diseña 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 de voluntarios en India en la primavera de 2018.