Diseño de una prótesis de pierna para amputados transtibiales

Abstract

La cantidad de personas que se han tenido que someter a una operación de amputación ha crecido en la última década y se proyecta que siga creciendo. Los costos de una prótesis comercial que permite al sujeto volver a sus actividades normales son muy altos para una gran porción del público que las necesitan. Otras soluciones, como usar muletas, no proveen la suficiente funcionalidad al paciente, quien debe compensar estas deficiencias con otros movimientos. El objetivo del trabajo realizado es concebir una prótesis de pierna para aquellos amputados que posean una amputación a nivel de tibia, o transtibial y que ésta sea de un costo/vida útil conveniente. Para el cumplimiento de este objetivo se identifican cuatro fases clave: Primero, diseñar y optimizar una tibia que provea soporte estructural al peso del usuario, siendo el método independiente del paciente; segundo, diseñar un pie que permita dorsiflexión plantar, inversión y eversión de tobillo, dándole al usuario un buen rango de movimiento y estabilidad en la articulación; tercero, modelar la respuesta estática y de resistencia a la fatiga, debido a los esfuerzos cíclicos a los que se ve expuesta cada pieza; Por último, hacer una evaluación económica y análisis de influencia de partidas para la producción de un único prototipo. Se diseña una prótesis a partir de placas de polioximetileno cortadas con waterjet y Nylon12 impreso en 3D, con un costo total de 173,500 pesos y un costo anual de 77,400 pesos por concepto de reemplazo de piezas. En este trabajo también se proponen mejoras a los algoritmos desarrollados, así como mejoras posibles al diseño general y procesos de manufactura involucrados en la prótesis concebida. Esto con miras a una segunda iteración en el diseño.