Prueba de un nuevo tipo de dedo protésico funcional, personalizado e impreso en 3D

Con todos los avances que se están haciendo en el desarrollo de dispositivos protésicos, todavía hay una falta de prótesis de dedo asequibles, personalizables y funcionales. En un artículo titulado “Development of a Fully Actuated Realistic Finger Prosthesis for Proximal Phalanx Amputations”, un grupo de investigadores describe cómo desarrollaron una prótesis de dedo impresa en 3D. Lo diseñaron como un dedo esquelético que podía ser cubierto con una cubierta de silicona realista.

El dedo protésico se modeló sobre un dedo puntero real, con un diámetro 10 mm más pequeño que el dedo real, de modo que se pudieron incorporar espumas para darle forma. Para fines de actuación, se añadieron dos puentes debajo de los segmentos distal y medial. Estas funciones se extienden por debajo del dedo adyacente para permitir que el paciente active el dispositivo de forma fácil y natural. Para asegurar que la prótesis volviera a su estado de reposo extendido, se colocaron bandas elásticas que se fijaban mediante tornillos a cada lado de cada articulación.

Luego se realizaron tres pruebas para evaluar el diseño de la prótesis esquelética. En primer lugar, se realizó una prueba de fatiga de la articulación PIP, utilizando un segmento medial modificado y un sistema de pruebas electromecánicas MTS Insight. Se fabricaron dos muestras de resina Formlabs Tough TOTL03 y se imprimieron en una impresora 3D de Forma 2, utilizando bandas ortodóncicas para el mecanismo de extensión. Se utilizaron una abrazadera y un adaptador de escenario para accionar el segmento medial y mantener el segmento proximal inmóvil, respectivamente. La prueba se llevó a cabo durante 1.000 ciclos de flexión y extensión completas.

También se realizó una prueba de flexión de tres puntos para comprobar la resistencia de la unión del dispositivo a una tapa de residuo simulada. Cinco muestras fueron impresas en 3D en una impresora 3D Ultimaker 3 utilizando PLA.

“Las muestras se adhirieron a las tapas de residuo de PMMA endurecido mediante el uso de PMMA no curado”, afirman los investigadores. “La prueba se realizó con un MTS Sintech 10G/L con dispositivos de flexión de tres puntos. Las muestras se cargaron hasta que fallaron”.

Finalmente, se realizó una prueba cualitativa haciendo que un voluntario (a quien no le faltaban los dedos) sostuviera el dispositivo bajo un dedo e intentara realizar varios gestos y tareas simples, como recoger objetos.

“Las pruebas de fatiga no mostraron un desgaste significativo de la banda o de la articulación, pero sí resaltaron un problema inesperado”, continúan los investigadores. “Es decir, las dos muestras probadas fallaron antes de alcanzar los 1000 ciclos porque el tornillo que sujetaba la junta se aflojó. La prueba de flexión de tres puntos dio una fuerza media de 282,66 N para inducir el fallo, que estaba muy por encima de los valores de la literatura para las fuerzas ejercidas por los dedos. Las pruebas cualitativas indicaron que los puentes para los dedos eran cómodos y fáciles de usar. Además, se imparte una cantidad razonable de destreza, lo que permite al usuario agarrar objetos de varios tamaños tanto con la mano como entre las yemas de los dedos. Sin embargo, el rango de movimiento del dispositivo evita que el usuario agarre objetos pequeños o cierre el puño”.

Los investigadores concluyen que el uso de puentes dactilares es un método potencialmente viable para proporcionar a las personas con dedos perdidos “una prótesis sutil, conveniente, funcional y estéticamente realista”. Sin embargo, se necesita más investigación y refinamiento del diseño, como determinar el ciclo de vida de la prótesis.

Los autores del documento incluyen a Karen Chaudhry, Karl Fetsch, Bilin Loi y John Riley.

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