Cada 30 segundos, se amputa una pierna en algún lugar del mundo a causa de la diabetes. Estos pacientes a menudo tienen neuropatía, pérdida de sensibilidad en las extremidades inferiores y, por lo tanto, no pueden detectar el daño de una prótesis inadecuada, lo que lleva a la amputación de una extremidad.
En Biomicrofluidics, de AIP Publishing, científicos canadienses revelan el desarrollo de un nuevo tipo de prótesis utilizando robótica blanda habilitada para microfluidos que promete reducir las úlceras cutáneas y el dolor en pacientes que han tenido amputaciones de tobillo y rodilla.
Más del 80 % de las amputaciones de miembros inferiores en el mundo son causadas por úlceras del pie diabético, y se sabe que el miembro inferior se hincha en momentos inesperados, lo que provoca cambios de volumen del 10 % o más.
Las prótesis que se usan después de una amputación generalmente tienen revestimientos de tela y silicona que se pueden agregar o quitar para mejorar el ajuste. Un paciente amputado necesita cambiar manualmente los revestimientos, pero la neuropatía que conduce a un deterioro de la sensibilidad dificulta esta tarea y puede provocar un mayor daño en el muñón.
En lugar de crear un nuevo tipo de cavidad artificial, el revestimiento de la punta de silicona/textil se reemplaza con una sola capa de incrustación con actuadores líquidos integrados como capa de contacto. Estos actuadores están diseñados para inflarse a diferentes presiones según la anatomía del muñón para reducir el dolor y prevenir las úlceras por presión”.
Caroline Raine, autora de la Universidad de Waterloo
Los científicos comenzaron con un dispositivo desarrollado recientemente que usaba actuadores neumáticos para ajustar la presión de una cavidad artificial. Este dispositivo inicial era demasiado pesado, lo que limitaba su uso en situaciones del mundo real.
Para abordar este problema, el grupo desarrolló un método para miniaturizar los disparadores. Diseñaron un chip microfluídico con 10 válvulas neumáticas integradas para controlar cada actuador. Todo el sistema está controlado por una bomba de aire en miniatura y dos válvulas solenoides que suministran aire al chip microfluídico. La caja de control es lo suficientemente pequeña y liviana para usarse como parte de una prótesis.
Personal médico con amplia experiencia en dispositivos protésicos formó parte del equipo y proporcionó un mapa detallado de las presiones requeridas para la cavidad artificial. El grupo realizó amplias mediciones de la presión de contacto proporcionada por cada operador y la comparó con la presión requerida para una prótesis funcional.
Se encontró que los diez actuadores producían presiones en el rango requerido, lo que indica que el nuevo dispositivo funcionaría bien en el campo. La investigación futura probará el enfoque en un modelo biológico más preciso.
El grupo planea realizar investigaciones adicionales para incorporar sensores de presión directamente en el revestimiento sintético, posiblemente utilizando una tela suave recién tejida que incorpore el material de detección de presión.
fuente:
Referencia de la revista:
Lee, PD, et al. (2022) Revestimiento de encaje de prótesis robótico suave habilitado para microfluidos neumáticos hacia el manejo dinámico de la presión de contacto del muñón y la variabilidad del volumen. biofluidos. doi.org/10.1063/5.0087900.
