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12/10/2014
Manos y brazos biónicos devuelven el tacto a amputados

Prototipos de manos biónicas conectadas a los muñones han permitido a dos pacientes estadounidenses amputados sentir y distinguir lo que tocan con sus prótesis. En Suecia, un camionero lleva utilizando su brazo artificial que fue unido directamente al hueso desde hace 18 meses. 

Fuente SINC

Dos equipos de investigadores de Universidades de Suecia y EE UU han realizado avances en el desarrollo de prótesis biónicas para personas amputadas. El objetivo de ambos grupos es dotar a estas prótesis de un control intuitivo, libertad de movimientos y sentido del tacto similares a los de las extremidades naturales. Los resultados de ambas investigaciones se publican en el último número de la revista Science Translational Medicine.

Uno de estos desarrollos ha sido un prototipo de mano biónica que logra recuperar la sensación del tacto. La investigación ha estado liderada por Max Ortiz Catalan, un investigador mexicano que trabaja en el grupo de Señales y Sistemas Biomédicas de la Universidad de Tecnología Chalmers, en Gotemburgo (Suecia).

Ortiz y su equipo han logrado que Magnus, un paciente con el brazo amputado por encima del codo, pueda volver a realizar su trabajo como camionero y sus demás actividades cotidianas con esta prótesis de integración ósea, creada por Rickard Brånemark, del Hospital Universitario Sahlgrenska, y uno de los autores del estudio.

Según explica a Sinc Max Ortiz Catalan, “el paciente ahora tiene rango completo de movimiento, la prótesis funciona en cualquier tipo de clima, puede hacer maniobras violentas sin que el brazo artificial se active involuntariamente y no hay ningún componente que haga presión sobre la piel. Algo que no era posible con la tecnología de prótesis convencional”.

El científico señala también que “tras la cirugía, el paciente ha sido capaz de realizar todo tipo de tareas, desde conducir su camión a coger huevos o atar los patines de sus hijos. Ir más allá del laboratorio para permitir al paciente afrontar los retos del mundo real es la mayor contribución de este trabajo”, destaca.

El brazo artificial está conectado directamente con el esqueleto para conseguir más estabilidad. El sistema de control biológico del ser humano, compuesto por músculos y nervios, interactúa con la máquina mediante electrodos neuromusculares. “Esto crea una íntima unión entre el cuerpo y la máquina”, añade el experto.

Para Ortiz Catalan, la probabilidad de que la integración ósea produzca rechazo es muy baja. “La biocompatibilidad de los materiales que hemos usado es alta y han sido utilizados durante años en diferente aplicaciones en humanos, por lo que la posibilidad de rechazo es la misma que la de los implantes dentales”.

El investigador ve en esta tecnología un importante paso hacia un control más natural de las prótesis de extremidades. “Ya no es ciencia ficción, es una realidad muy tangible para el paciente, y lo será para las personas que tratemos a partir de finales de año”.

El otro trabajo, que se ha presentado en Science Translational Medicine, lo ha llevado a cabo un grupo de la Universidad Case Western Reserve (Ohio, EE UU) que ha conseguido la recuperación de la sensación del tacto en dos pacientes amputados mediante la implantación de prototipos de manos biónicas.

Uno de los mayores logros del desarrollo ha sido conseguir que esta sensación táctil se mantenga durante los dos años que ha durado la investigación. Esto ha sido posible gracias a unos electrodos que conectan la mano biónica con el brazo y el cerebro.

La función de estos electrodos es detectar la presión que ejerce el objeto al contacto con la prótesis. Esta información es enviada al cerebro convertida en impulsos eléctricos, gracias a unos algoritmos diseñados por los investigadores y que también permiten conocer la ubicación de los objetos.

Los científicos cuentan que a uno de los pacientes, Igor Spetic, el algodón siempre le había provocado escalofríos. Después de tocar a ciegas una bola de este material con la prótesis notó como se le erizaba el vello. “Supe inmediatamente que era algodón”, declara Spetic.

Por su parte, Keith Vonderhuevel, otro paciente del estudio, fue capaz de extraer los tallos de uvas y cerezas que sostenía a ciegas. “Nuestro objetivo no es solo restaurar la funcionalidad, sino construir una reconexión con el mundo”, dice Dustin Tyker, profesor de biomedicina de la universidad estadounidense y autor principal.

Además, ambos pacientes sufrían un dolor fantasma de la zona amputada desde la pérdida del miembro. Spetic definía esta sensación “como un tornillo atravesando el puño cerrado”.

Los autores destacan que este dolor desapareció casi completamente al recuperar los pacientes la sensación de tacto.

Debido la mejora continua de sus pacientes y la prolongación de los efectos de la prótesis en el tiempo, los investigadores tienen la esperanza de que el método pueda ser usado de por vida e implantarse a gran escala en un plazo de cinco años.

“Esta tecnología también podría ser utilizada en prótesis de piernas que reconozcan distintos tipos de suelo y se adapten a superficies irregulares”, indican.

Referencia bibliográfica:

Max Ortiz-Catala et al "An osseointegrated human-machine gateway for long-term sensory feedback and motor control of artificial limbs". Science Translational Medicine 8 de octubre, (2014).

Dustin J. Tyler et al. "A neural interface provides long-term stable natural touch perception". Science Translational Medicine, 8 de octubre (2014).