Tesis (Ingeniero Biomédico)

La extremidad o miembro superior es la parte del cuerpo con mayor movilidad y funcionalidad
en las actividades diarias y está compuesto por la cintura escapular (clavícula y escápula), el brazo
(húmero), el antebrazo (cubito y radio) la muñeca (carpo),y la mano (metacarpianos), y es
considerada como una herramienta mecánica y sensitiva, siendo el principal órgano de
manipulación física gracias a sus dos funciones principales de presión y tacto que le permiten realizar
movimientos y manipulación de objetos.
La pérdida de una extremidad genera en la vida de un individuo cambios devastadores, por las
limitaciones que conllevan de efecto traumático, psicológicos asociados con cambios de conducta,
falta de seguridad, dependencia reducida, frustración y sociabilidad, entre otros, impidiéndole
satisfacer algunas necesidades. Esta situación es aún más marcada en Países de Ingresos Medio
Bajos (PIBM), donde oficios manuales como agricultura, ganadería, carpintería, artesanía, entre
otras son actividades del entorno laboral promedio, generando un limitante que afectara la
condición socioeconómica de la persona con discapacidad. Estudios epidemiológicos recientes
revelaron que del 68% al 78% de las amputaciones traumáticas totales, involucran las extremidades
superiores, y aproximadamente el 90% de estas son amputaciones parciales de la mano. Según cifras
de la Organización Mundial de la Salud (OMS), el 95% de los 40 millones de amputados en los países
en desarrollo carecen de acceso a servicios de prótesis apropiados, debido a su condición económica
ya que el costo de fabricación de una prótesis, dependiendo del diseño del dispositivo terminal,
oscila entre los US $4.000 y US $20.000 (dólares americanos) para los dispositivos propulsados con
el cuerpo (conocidos en inglés como Body Powerd). Dicho costo es mucho mayor para los
dispositivos mioeléctricas, siendo un gasto inalcanzable para la población de países en vía de
desarrollo como lo son la India o cualquiera de las naciones, miembros de la comunidad económica
de los estados africanos occidentales (CEDEAO) (15 países) donde del 29% al 70% de los países
miembros están en pobreza extrema con ingreso per cápita es de US $2 al día. El objetivo de este
trabajo se enfocó en la producción e implementación de una prótesis mecánica y funcional, activada
por el movimiento escapular de aducción y abducción del hombro. Entre las características más
relevantes se encuentra el bajo costo, lo cual la hace asequible a una población con características
económicas limitadas. El diseño, tanto personalizado como novedoso en la implementación de un
sistema de tendones internos y dedos flexibles que permiten simular el agarre curvo de la mano. El
dispositivo terminal presentado en el contexto de este trabajo permite realizar labores básicas y
específicas a las que se ve sometida una persona habitualmente como lo es el agarre de objetos de
diferentes volúmenes y pesos. Cabe mencionar, que dicho diseño fue uno de los tres ganadores del
concurso internacional de innovación Hand Challenge, proyecto liderado y financiado por la Real
Academia de Ingeniería del Reino Unido.
EL documento presentado en este trabajo de grado se enfoca en capítulos temáticos, inicia con
el estado del arte relacionado con la fisiología de la mano, causas de amputación, las limitaciones
del mercado, los dispositivos prostéticos asociados. Continuando con diseños y modelos que
inspiraron la creación del dispositivo y las evaluaciones de funcionalidad a las que son sometidas las
prótesis de miembro superior. Posteriormente, se encuentra la metodología del trabajo propuesto,
la cual enfatiza en el diseño y desarrollo de la prótesis, que a su vez está dividida en etapas (encaje
prostético, dedos funcionales, sistema de obtención de fuerza).
Para finalizar el capítulo con la selección de los pacientes y las pruebas de validación de la
prótesis. Los resultados obtenidos tanto en India (taxonomía de grasp) como en Colombia
iii
(taxonomía de grasp y Escala Funcional para Pacientes Específicos), permiten validad la
funcionalidad de la prótesis en la realización de tareas cotidianas. Por otro lado, se demuestra que
la implementación de un diámetro y longitud apropiada de los dedos permite agarres específicos de
menor fuerza en comparación a los diseños comerciales. Se logra concluir que la prótesis presenta
una innovación en un agarre funcional de bajo costo que brinda comodidad durante un uso
prolongado.