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Piernas inteligentes y manos impresas: las prótesis más avanzadas del mundo

El Confidencial El Confidencial 21/10/2016 S. F.

Hugh Herr es escalador, ingeniero e investigador de biofísica en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Además, se ha diseñado sus propias piernas de ciencia ficción para sustituir a las originales, que perdió en un accidente de montañismo en las Montañas Rocosas canadienses. Hoy recibirá el Premio Princesa de Asturias de Investigación 2016 por su diseño de prótesis inteligentes.

Las prótesis llevan entre nosotros desde hace miles de años, de la mano de pioneros como los antiguos egipcios. El siglo XXI ha visto un florecimiento en estas tecnologías gracias a los avances en robótica, inteligencia artificial, informática e impresión 3D. Las nuevas prótesis no sólo facilitan la vida a personas que han perdido una extremidad: también permiten que los paralíticos vuelvan a caminar e incluso que bebés con enfermedades incurables sobrevivan hasta adultos.

Una prótesis de tres centímetros © Proporcionado por El Confidencial Una prótesis de tres centímetros

Tres centímetros de vida

Los pequeños Kaiba, Ian y Garret nacieron con una enfermedad terminal e incurable que provoca el colapso de las vías respiratorias y puede causar la muerte. Gracias a una pequeña pieza de 3 centímetros impresa en 3D ya han superado sin problemas los tres años de vida. Un equipo de investigadores de la Universidad de Michigan desarrolló una férula personalizada para cada paciente que, una vez implantada, se adaptaba al crecimiento de cada niño facilitando la respiración.

La pieza, un cilindro que recuerda a un rulo de peluquería, rodea la tráquea y mantiene abierto el bronquio. Se trata de un ejemplo de impresión 4D, en la que los materiales utilizados son capaces de cambiar de forma con el tiempo; un sistema ideal para los más pequeños, donde el crecimiento puede jugar en su contra.

© Proporcionado por El Confidencial

Órganos a la carta

Las prótesis son extensiones artificiales que reemplazan una parte del cuerpo perdida, una definición que encaja a la perfección con los órganos artificiales. La impresión de tejidos y órganos a la carta con materiales biocompatibles está bien probada en animales, y es sólo cuestión de tiempo que comienza a utilizarse con seres humanos.

Anthony Atala, investigador y director del Instituto de Medicina Regenerativa Wake Forest de EEUU es uno de los grandes pioneros en este campo. Imprimir órganos no es muy diferente a imprimir objetos de plástico o cerámica, al menos en lo que a técnica se refiere. La gran diferencia está en la necesidad de encontrar materiales biocompatibles que puedan introducirse en el cuerpo humano sin causar problemas y que además sean estables a lo largo del tiempo.

La solución más reciente de Atala pasa por crear una especie de 'biotinta' que, junto a los microcanales formados en la microestructura, genera el entorno ideal para que las células de alrededor crezcan y sobrevivan.

Nathan Copeland y su brazo robótico © Proporcionado por El Confidencial Nathan Copeland y su brazo robótico

Volver a sentir

Con 18 años, Nathan Copeland se lesionó la médula en un accidente. No perdió parte alguna de su cuerpo, pero sí el sentido del tacto. Una década después, un brazo robótico directamente conectado a su cerebro le ha permitido volver a sentir.

La investigación, publicada este mismo mes en la revista 'Science Translational Medicine', presentó un nuevo tipo de prótesis no orientada a recuperar miembros amputados... sino sentidos dañados. Todo gracias a un brazo robótico que Nathan controla con la mente a través de microelectrodos implantados en su corteza somatosensorial.

GRA115 MADRID, 29/07/2015.- Demostración del prototipo biónico creado por Marsi-Bionics, una empresa nacida del CSIC y de la Universidad Politécnica de Madrid, que ayudará a caminar a niños de 3 a 14 años con enfermedades neuromusculares, y que busca financiación a través de una campaña de micromecenazgo para introducirse en los hogares con menores afectados. EFE/Alan Neil © Proporcionado por El Confidencial GRA115 MADRID, 29/07/2015.- Demostración del prototipo biónico creado por Marsi-Bionics, una empresa nacida del CSIC y de la Universidad Politécnica de Madrid, que ayudará a caminar a niños de 3 a 14 años con enfermedades neuromusculares, y que busca financiación a través de una campaña de micromecenazgo para introducirse en los hogares con menores afectados. EFE/Alan Neil

Exoesqueletos 'telepáticos'

Todos recordamos el 'fail' del exoesqueleto controlado por la mente que dio el saque inicial durante el Mundial de Fútbol de Brasil. Un traje robótico con más espectáculo que ciencia pero que recuerda que las prótesis de cuerpo entero también existen. Al otro lado del charco, el CSIC ha desarrollado junto a la empresa Marsi Bionic un exoesqueleto para ayudar a que los niños con atrofia muscular puedan andar.

Esta tecnología española está fabricada con aluminio y titanio e intenta imitar el comportamiento natural del músculo y aportar la fuerza necesaria para el sostén del paciente. Un prodigio que requiere una inversión de 2 millones de euros que, según explicaba Ainhoa Iriberri en 'El Español', difícilmente llegará.

Piernas inteligentes

Terminamos con las piernas de Hugh Herr, controladas por microprocesadores que emulan la funcionalidad de rodillas, tobillos y pies. Gracias a estos cálculos, el escalador puede moverse con mayor naturalidad y evitar la rigidez característica de estas prótesis.

Los dioses han ignorado a los amputados desde el origen de la Humanidad: aunque ciegos, moribundos y enfermos de cáncer han sido curados de forma milagrosa, jamás han escuchado las plegarias de los amputados. Quizá por eso los investigadores como Herr se han tenido que buscar la vida ellos mismos.

Hugh Herr © Externa Hugh Herr
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