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Una prótesis de rodilla que se despierta a sí misma

salud Una prótesis de rodilla que se despierta a sí misma

Operacion Cerebral (Junio 2019).

Anonim

Cinco laboratorios del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana están trabajando en un proyecto de prótesis de rodilla equipado con sensores integrados capaces de diagnosticar parámetros biomecánicos. El objetivo es poder detectar posibles fallas para aplicar tratamientos preventivos y evitar tener que recurrir a la cirugía.

Gracias a varios sensores, esta prótesis de rodilla desarrollada en EPFL mide el comportamiento de la articulación para detectar cualquier problema de alineación o aflojamiento, bastante común. © Alain Herzog, EPFL

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El uso de prótesis de rodilla y cadera está cada vez más extendido, en parte debido a los avances tecnológicos en este campo, y en parte debido al envejecimiento de la población en muchos países desarrollados. Por lo tanto, según las cifras tomadas por el Instituto Federal de Tecnología de Lausana (EPFL), casi cuatro millones de personas en todo el mundo se someten a una operación cada año para reemplazar una articulación defectuosa. En Europa y los Estados Unidos, un millón de prótesis de rodilla y cadera se implantan cada año.

Este fenómeno aumentará, especialmente para la rodilla, y esto por varias razones. Las actividades deportivas se están generalizando, lo que aumenta los problemas de la osteoartritis. El sobrepeso también es una hemofilia que causa daños serios en las articulaciones. Según EPFL, el número de intervenciones en la rodilla se debe multiplicar por siete en los próximos años. Cinco laboratorios EPFL están trabajando actualmente en un proyecto de salud genuinamente de apoyo que podría ayudar a mejorar las terapias ocupacionales y reducir la necesidad de nuevas cirugías. Implica utilizar sensores para medir parámetros biomecánicos y detectar problemas de alineación y aflojamiento, a fin de aplicar remedios preventivos.

Los equipos del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana trabajaron a partir del inserto de polietileno que se encuentra en todas las prótesis de rodilla existentes. La parte izquierda de la imagen muestra el circuito electrónico que integra varios sensores y un módulo de transmisión inalámbrico. El conjunto fue miniaturizado y con la forma de la inserción. El objetivo es permitir que todos los fabricantes de prótesis integren fácilmente esta tecnología. © Nano-Tera

"La gran dificultad para el médico una vez que se realizó la artroplastia, la prótesis y el campo operatorio cerrado, es que tiene como retorno solo la evaluación cualitativa y subjetiva del paciente", dice el EPFL en su comunicado. Si la prótesis está desalineada o aflojada, lo que ocurre en aproximadamente el 20% de los casos, causa un dolor significativo, que es muy difícil de cuantificar. BaptizedSimOS, el proyecto de prótesis de rodilla inteligente es administrado por la agencia Nano-Tera, que reúne a los dos politécnicos suizos en Lausana y Zurich, así como a cuatro universidades.

Una prótesis de rodilla con bajo consumo de energía

La prótesis integra un implante de polietileno que se encuentra en la unión de la articulación y en el que hay varios sensores. Estos medirán varios parámetros: las fuerzas ejercidas y su distribución, la temperatura para evaluar las ficciones, la magnetorresistencia para medir la orientación tridimensional de la articulación, los impactos y los micromovimientos. Un módulo externo, colocado en una banda alrededor de la pierna, incorpora la fuente de alimentación inalámbrica y el sistema de comunicación con el implante, así como otros sensores de inercia para el análisis cinético. Todos los datos se combinan y transmiten a una computadora. La ventaja de esta arquitectura técnica es que permite reducir enormemente el consumo de energía del módulo interno, que es de solo 20 milivatios.

Con este tipo de sistema, los cirujanos ortopédicos pueden verificar inmediatamente la alineación correcta de la prótesis durante la instalación. El seguimiento postoperatorio también se verá facilitado ya que los sensores pueden revelar micromovimientos que anuncian un aflojamiento. "Gracias a la información de estas prótesis, podríamos hacer la prevención y explorar otras formas de educar la caminata sin la necesidad de recurrir a una nueva cirugía", dijo Brigitte Jolles-Haeberli, a cargo de la unidad de cirugía protésica de la rodilla. el Centro Hospitalario de la Universidad de Vaud (CHUV) y el Centro Interinstitucional de Biomecánica Translacional de la EPFL.

Aunque los desarrollos técnicos de este proyecto se pueden aplicar a otros implantes ortopédicos, se decidió centrarse en la rodilla para validar el concepto. Pero la ventaja es que todas las prótesis de rodilla existentes tienen una inserción de polietileno. "Podemos imaginar que todos estos insertos tienen más o menos la misma forma, por lo que el mismo volumen, y si logramos instrumentar esta pieza sin tocar el fémur o la tibia, será más fácil para la industria implementar " Dice Kamiar Aminian, director del laboratorio de medición y análisis de movimientos en EPFL. Sin embargo, dijo que queda mucho por hacer para demostrar los beneficios de esta tecnología y convencer a los médicos y la industria. No se ha presentado ninguna fecha para su comercialización, y Futura-Sciences no ha recibido una respuesta sobre este tema.

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