Científicos del MIT desarrollan una rodilla biónica
De acuerdo con datos de la Federación Española de Ortesistas Protesistas (Fedop) y de la Asociación Nacional de Amputados de España (Andade), más de 40.000 amputados utilizan prótesis para sus extremidades. Y la mayoría de ellas están obsoletas. A eso hay que sumarle que muchas prótesis modernas y avanzadas, que ofrecen mayor funcionalidad y comodidad, no están cubiertas por la Seguridad Social y pueden tener costes elevados.
Pero no se trata solo de la prótesis. Si bien estas pueden personalizarse según las necesidades de actividad de cada individuo y el nivel de amputación, los procedimientos quirúrgicos utilizados para las prótesis se han mantenido prácticamente sin cambios desde principios del siglo XIX.
El objetivo principal de las tecnologías protésicas ha sido restaurar la capacidad de caminar, pero los usuarios de prótesis a menudo experimentan una mayor tasa de caídas y dificultad para caminar en superficies irregulares o subir escaleras. Además, las personas amputadas no reciben señales de retroalimentación de la prótesis. Por lo tanto, no se trata solo de medidas, comodidad o funcionalidad, también es necesario contar con una mejor interfaz neuroprotésica con comunicación bidireccional entre la persona amputada y la prótesis.
Ahora, un equipo de científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han desarrollado una nueva prótesis biónica que puede ayudar a las personas con amputaciones por encima de la rodilla a caminar más rápido, subir escaleras y evitar obstáculos con mayor facilidad que con una prótesis tradicional.
A diferencia de las prótesis en las que el muñón se asienta dentro de un encaje, el nuevo sistema se integra directamente con el tejido muscular y óseo del usuario. Esto permite una mayor estabilidad y le da al usuario mucho más control sobre sus movimientos.
Los participantes del estudio, publicado en la revista «Science», señalaron que la extremidad se sentía más como parte de su propio cuerpo, en comparación con las personas con amputaciones por encima de la rodilla con prótesis tradicionales.
«Una prótesis integrada en el tejido, anclada al hueso y controlada directamente por el sistema nervioso, no es simplemente un dispositivo inerte e independiente, sino un sistema cuidadosamente integrado en la fisiología humana, ofreciendo un mayor nivel de personificación protésica. No es simplemente una herramienta que el ser humano utiliza, sino una parte integral de sí mismo», explica Hugh Herr, líder del estudio.
Durante los últimos años, el laboratorio de Herr ha estado trabajando en nuevas prótesis que pueden extraer información neuronal de los músculos que quedan tras una amputación y utilizar esa información para guiar una prótesis.
Durante una amputación tradicional, se suelen seccionar pares de músculos que se estiran y contraen alternativamente, lo que altera la relación agonista-antagonista normal. Esta alteración dificulta enormemente que el sistema nervioso detecte la posición de un músculo y la velocidad de su contracción.
En el nuevo estudio, los investigadores ampliaron el enfoque para ofrecer un mejor servicio a las personas con amputaciones por encima de la rodilla. Querían crear un sistema que no solo pudiera leer las señales de los músculos mediante AMI, sino que también se integrara en el hueso, ofreciendo mayor estabilidad y una mejor retroalimentación sensorial.
El equipo de Herr desarrolló un procedimiento para insertar una varilla de titanio en el fémur residual en el lugar de la amputación. Este implante permite un mejor control mecánico y capacidad de carga que una prótesis tradicional. Además, el implante contiene 16 cables que recopilan información de electrodos ubicados en los músculos, facilitando una transducción más precisa de las señales provenientes de los músculos.
El sistema aplica la carga directamente al esqueleto, que es la parte del cuerpo que se supone que debe recibirla, en lugar de usar engranajes, lo cual resulta incómodo y puede provocar frecuentes infecciones cutáneas.
Además de evaluar la marcha y otros movimientos, el equipo de Herr también realizó preguntas diseñadas para evaluar la sensación de personificación de los participantes; es decir, hasta qué punto sentían su prótesis como parte de su propio cuerpo.
Los participantes señalaron un incremento en sus sentimientos de autonomía y propiedad.
«Otra razón por la que este avance es importante es que analiza estas cuestiones de personificación y muestra grandes mejoras en dicha sensación. Por muy sofisticados que sean los sistemas de IA de una prótesis robótica, el usuario la percibirá como una herramienta, como un dispositivo externo. Pero con este enfoque de integración tisular, al preguntarle al usuario humano qué es su cuerpo, cuanto más integrado esté, más responderá que la prótesis forma parte de sí mismo», señala Herr.
El sistema necesitará ensayos clínicos más amplios para recibir la aprobación de la FDA (la agencia que regula los medicamentos y dispositivos médicos en Estados Unidos) para su uso comercial, lo que Herr prevé que podría tardar unos cinco años. Pero el hecho de que esta prótesis tenga tanto de tecnología como de anatomía (por ejemplo, su capacidad para conectarse directamente a los músculos y nervios del cuerpo), constituye un salto cualitativo enorme para la vida de quienes necesitan este tipo de prótesis.