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Fruto de la fecunda imaginación literaria, los cyborgs —seres híbridos que combinan tejidos orgánicos con piezas artificiales capaces de replicar o sustituir funciones biológicas— son ya una realidad gracias a la mecatrónica, la bioingeniería y la bioelectrónica

Fruto de la fecunda imaginación literaria, los cyborgs —seres híbridos que combinan tejidos orgánicos con piezas artificiales capaces de replicar o sustituir funciones biológicas— son ya una realidad gracias a la mecatrónica, la bioingeniería y la bioelectrónica.

Pese a su corta existencia de apenas poco más de una década, estas disciplinas, que extienden la interface hombre-máquina, constituyen hoy en día uno de los respaldos más importantes con que cuenta la ciencia médica para la rehabilitación de pacientes.

La mecatrónica integra sistemas mecánicos, electrónicos y de software para crear dispositivos, máquinas o sistemas que cumplen funciones de manera automática.

Un sistema mecatrónico recoge y procesa señales para generar fuerzas y movimientos.

De este modo, los sistemas mecánicos son integrados con sensores, microprocesadores y controladores para armar productos como robots, máquinas controladas digitalmente, vehículos guiados automáticamente, etcétera.

La bioelectrónica permite estudiar seres vivos o partes de ellos para desarrollar sistemas análogos de origen artificial. Por su parte, la bioingeniería aplica los principios y herramientas de la ingeniería a la solución de problemas médicos o biológicos.

He aquí algunos ejemplos de las aportaciones de investigadores mexicanos que paulatinamente han incursionado en estas novedosas y prometedoras áreas.

Un brazo removible “hecho en México”

Las personas que han sufrido la amputación de una extremidad superior cuentan ya con una solución que permite ejecutar desplazamientos semejantes a los que implica la motricidad fina natural, como dibujar o escribir: un brazo artificial creado en el Instituto Politécnico Nacional.
El creador de esta prótesis, el ingeniero en Biónica Luis Armando Bravo Castillo, concluyó el primer prototipo desde 2004 y ya cuenta con un modelo mejorado con un peso de sólo 600 gramos, completamente removible y capaz de acoplarse no sólo a la altura del hombro, sino en otros segmentos donde el paciente haya sufrido una disección.

Este brazo biónico, que integra codo, antebrazo y una mano dotada con tres falanges revestida por un guante estético, ejecuta tres desplazamientos: flexión y extensión del codo; movimiento de la muñeca, así como apertura y cierre escalonado de los dedos para ejercer presión y brindar al paciente la posibilidad de sujetar objetos.

“La movilidad de los dedos es similar a la natural; por ello es posible que la persona realice actividades que requieren motricidad fina, incluida la escritura o el dibujo”, asegura el inventor, quien impulsó junto con un ortopedista una pequeña empresa, denominada Probiomedics, con la cual busca la patente internacional de la prótesis.

Sobre el modo en que se acopla el brazo biónico, Bravo Castillo explica: “Tiene una plataforma eléctrica con tres electrodos ubicados en el receptáculo del muñón. Éstos registran la diferencia eléctrica (del orden de millonésimas de voltio) en la piel cuando hay una contracción muscular, pues aunque ya no hay un detector vital, las señales (de movimiento) siguen fluyendo desde el cerebro.

El egresado de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Tecnologías Avanzadas reconoce que en México hubo entre siete y nueve proyectos similares “bastante sonados”, pero —advierte— no tenían una proporción anatómica adecuada o bien sólo buscaban objetivos de investigación académica, mientras que este brazo constituye un apoyo social para los pacientes.

Actualmente, Bravo Castillo pretende escalar comercialmente su invento e incorporar otra mejora: un sistema electrónico inalámbrico que tendrá un mouse de PC con terminal USB integrada. “Con sólo cambiar un control, el paciente decidirá si emplea el modo cursor o la mano artificial”, resume.

En busca de mayor libertad de movimiento
Ricardo Cerón

Las prótesis actuales más desarrolladas para la amputación de brazo a la altura del codo en el mundo cuentan como máximo con tres grados de libertad o de movimiento: presión (abrir y cerrar mano), prono-supinación (giro del antebrazo sobre su eje longitudinal) y flexión del codo.

Yendo más allá, científicos del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) lograron agregarle un cuarto movimiento: el de rotación humeral (giro del húmero sobre su eje longitudinal), que aunque se considera relevante, apenas algunas prótesis lo incluyen de forma pasiva. Un ejemplo del movimiento que es capaz de hacer este desarrollo tecnológico es el que tiene que hacer cualquier persona al abotonarse una camisa.

Las investigaciones para desarrollar la primera prótesis tardaron cerca de cinco años.

El diseño se convirtió en el proyecto de titulación de doctorado de Apolo Escudero, actualmente adscrito a la Universidad Popular del Estado de Puebla (UPEP).

A partir de los conocimientos de la robótica, el grupo del Cinvestav, construyó ese mecanismo, con la idea de hacer un instrumento práctico, con aplicación inmediata, que tuviera implicaciones positivas en el entorno social.

En la actualidad, explica Apolo Escudero, la prótesis ha sufrido algunos cambios en comparación al desarrollo original, sobre todo, para mejorar su eficiencia de movilidad.

Gracias al apoyo económico que le ha brindado el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), Apolo Escudero confía en que este novedoso instrumento pueda ser implantado ya en seres humanos a partir del próximo año.

Por el desarrollo de esta prótesis, Apolo Escudero obtuvo en 2004 el Premio Weizmann que otorgan la Academia Mexicana de Ciencias y el Instituto Weizmann de Israel.

Publicado originalmente en Intramed