Nuevo diseño de prótesis mecánica de brazo para niños

Nuevo diseño de prótesis mecánica de brazo para niños

Esta prótesis, pensada para niños entre los 10 y 14 años con discapacidad física superior transradial (afectación bajo el codo), logra acomodarse a su proceso de crecimiento y les brinda la posibilidad de agarre y movimiento independiente de codo y pulgar.

Para aumentar los grados de libertad en la movilidad en prótesis de brazo, estudiantes de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín diseñaron mecanismos que replican las principales funciones del brazo y aumentan el grado de libertad en un diseño de generación anterior.

Estudiantes del Seminario de Proyectos de Ingeniería I retomaron el Twist Arm 1.0, un modelo disponible en ambientes colaborativos de internet para diseñar esta prótesis mecánica activa transradial de 451 mm de alto por 90 mm de ancho con 3 grados de libertad, al que denominaron “Twist Arm 2.0”.

El objetivo es obtener una prótesis interradial de bajo costo, ya que en esta edad el cuerpo todavía está en crecimiento, por lo que el tiempo de uso es corto y no se justifica una inversión alta. Este proyecto se inició en semestres anteriores por estudiantes del Seminario de Proyectos de Ingeniería III, con el diseño del modelo Twist Arm 1.0.

Karem Castro, magíster en Ingeniería Química y docente de Ingeniería de la Facultad de Minas, explica que los estudiantes hicieron un proceso de retroalimentación y plantearon nuevas propuestas de funcionalidad de la prótesis al modelo preexistente.

Las nuevas funcionalidades para lograr movimientos adicionales son: flexión o extensión de la mano, rotación del pulgar y giro del brazo hacia el lado derecho y hacia el lado izquierdo (movimiento de supinación y pronación).

Para modificar la prótesis se utilizaron los softwares Solid Edge, programa parametrizado de diseño asistido por computadora de piezas tridimensionales 3D, y SolidWorks para modelado mecánico en 2D y 3D.

El estudiante José Manuel Valencia, de Ingeniería Eléctrica, señaló que aunque ninguna prótesis reemplazará efectivamente una extremidad, sí es una herramienta que posibilita desarrollar otras funciones, lo que justifica las mejoras en sus funcionalidades.

A bajo costo

La otra motivación de este proyecto fue bajar los altos costos de las prótesis que requieren las personas con discapacidad transradial.

Andrés Felipe Cardona, estudiante de Ingeniería de Control, indica que se busca aumentar la disponibilidad de las prótesis a bajo costo, puesto que el precio de una de miembro superior está entre 5.000 y 10.000 dólares, más los costos de importación, un gasto que no pueden cubrir personas de escasos recursos.

En un estudio de mercado, el grupo de estudiantes realizó entrevistas basadas en la experiencia del usuario y encontró que el consumidor busca una prótesis cuyo costo sea inferior a los 2.800.000 pesos, que es el costo promedio de los productos nacionales.

El avance tecnológico de los procesos de manufactura aditiva (proceso de agregar o unir materiales, usualmente capa por capa para crear objetos a partir de modelos de cómputo CAD 3D) ha disminuido considerablemente los costos en los cuatro años de diferencia de los diseños, y se espera que sigan disminuyendo.

El Twist Arm 1.0 tiene un costo de fabricación de 2.045.000 pesos y con el diseño del Twist Arm 2.0 lo redujeron a 248.000 pesos, que es lo que cuesta la impresión del diseño en equipos 3D.

Entre más población en situación de discapacidad adquiera estas prótesis, mejor será la percepción de su uso y aumentará su demanda. Además, al aumentar la accesibilidad a las prótesis también se incrementará la inclusión en la sociedad de las personas en situación de discapacidad.

De libre uso

El diseño se subió a la plataforma e-NABLE Medellín, un medio de distribución masiva, y quedará disponible para la descarga gratuita como diseño libre.

Al quedar disponible en esa página colaborativa, cualquier persona puede descargar el diseño e imprimir la prótesis en impresoras 3D, ajustarla a la morfología y los proporciones físicas del niño usuario, pagando solo el valor de la impresión del diseño.

El grupo de trabajo está integrado por David Correa, Andrés Felipe Cardona, José Manuel Valencia, Mateo Posada, Sofía Santacruz y Estiven Taborda.

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