Validación funcional enfocada en el retorno energético y rigidez de componentes protésicos (pylon y pie) fabricados mediante tecnologías de manufactura aditiva y escaneo 3D.

Según datos del Taller Nacional de Órtesis y Prótesis (TNOP) entre el 2011 y el 2013 se experimentó un aumento de 71% en la demanda de pacientes que requieren los servicios de este taller, siendo las amputaciones por debajo de la rodilla (amputaciones transtibiales) las de mayor crecimiento con una elevación en la demanda de 186,5%. Para resolver esta demanda el TNOP y las clínicas privadas implementan dispositivos protésicos de diferentes calidades y precios que no necesariamente se adecuan a las necesidades específicas de cada paciente, ya que son componentes estándar que no permiten un ajuste adecuado para asegurar la satisfacción de los pacientes.

Bajo esta problemática, desde el 2012, el Laboratorio de Ergonomía Aplicada del Instituto Tecnológico de Costa Rica (ergoTEC) inicia con la investigación en este tema y se desarrolla a partir del 2016 los primeros componentes protésicos impresos en 3D de bajo costo (pie, pylon y socket), mediante la implementación de nuevas tecnologías y materiales, con el objetivo de adecuar estos dispositivos a las necesidades funcionales y fisiológicas de los pacientes. En las fases de investigación I y II se desarrollaron componentes protésicos impresos en 3D y se realizó su validación estructural de acuerdo con las normas ISO 31028 e ISO 22675

A partir de las validaciones y resultados obtenidos en las primeras fases de investigación se plantea la siguiente pregunta ¿Cómo garantizar que los componentes protésicos diseñados en ergoTEC (pie y pylon) cumplan con los estándares de calidad del mercado y se adecuen a las necesidades funcionales de los pacientes? Para responder a esta pregunta, se plantea validar la funcionalidad de los componentes protésicos (pylon y pie) enfocada en la rigidez y el retorno energético, como medio para adaptar su respuesta biomecánica a las necesidades funcionales de los pacientes

El objetivo principal de esta propuesta de investigación es validar la funcionalidad de los componentes protésicos (pie y pylon) centrada en la rigidez y el retorno energético, como medio para adaptar su respuesta biomecánica a las necesidades funcionales de los pacientes. Esta validación se hará mediante la comparación de los dispositivos protésicos desarrollados (pie y pylon) con componentes protésicos comerciales por medio de ensayos mecánicos; con el propósito de comparar su funcionalidad en términos de retorno energético y rigidez. A partir de estas pruebas se realizará un proceso iterativo de diseño y la validación mediante simulación computacional.

Como resultados de esta fase se espera obtener mejoras funcionales del diseño del pie y el pylon protésico que permitan una correcta personalización en relación con el nivel funcional, el peso y las dimensiones del paciente

Validar la funcionalidad de los componentes protésicos (pylon y pie) enfocada en
la rigidez y el retorno energético, como medio para adaptar su respuesta biomecánica a las necesidades funcionales de pacientes.

Ergonomía para el Diseño, Escuela de Ingeniería en Diseño Industrial
Gestión de Factores Humanos, Escuela de Ingeniería en Producción Industrial
Caracterización de materiales y ensayos no destructivos, mecánica de materiales, Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales