Investigacion

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EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS EN EL DESARROLLO DE PRÓTESIS DE MANO EVOLUTION AND TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF HAND PROSTHESIS
JAIR L. LOAIZA
Ing. M., Grupo de Investigación en Diseño Óptimo Multidisciplinario, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, jlloaizab@bt.unal.edu.co

NELSON ARZOLA
Dr., Grupo de Investigación en Diseño Óptimo Multidisciplinario, Universidad Nacional de Colombia,Bogotá, narzola@unal.edu.co Recibido para revisar Febrero 9 de 2011, aceptado Julio 18 de 2011, versión final Agosto 16 de 2011 RESUMEN: Se presenta una revisión sobre la evolución y retos concernientes al desarrollo de prótesis de mano. Se muestran las características principales de diseños recientes, a nivel internacional, que incorporan una cantidad considerable de funciones, varios grados delibertad y elevado desempeño físico. Adicionalmente se presentan algunos resultados obtenidos en Colombia relacionados con la obtención de modelos y prototipos de prótesis de mano. Por último, se presentan varios modelos físico-matemáticos que emulan con el comportamiento mecánico de los tejidos biológicos, y se identifican un conjunto de materiales inteligentes que resultan de interés para lafabricación de prótesis. Se concluye que el desarrollo de estos dispositivos en ambientes de ingeniería simultánea, donde puedan integrarse los últimos resultados sobre biónica, control, automatización, nuevos materiales y técnicas de fabricación, posibilitará en un futuro cercano el desarrollo de prótesis de mano con características indistinguibles al de una mano real, tanto en funcionalidad como enapariencia. PALABRAS CLAVE: Prótesis de mano, diseño, modelamiento, biomecánica, función ABSTRACT: In this article, the evolution and challenges about the hand prosthesis development are presented. Besides, the main characteristics about the recent international designs, which contain the considerate number of functions, several degrees of freedom and high physical performance are shown.Additionally, some results related to hand prosthesis models and prototypes obtained in Colombia are exposed. At the end, several physical-mathematical models that emulate with the mechanical behavior of the biological tissues are shown and a set of intelligent materials of interest for the hand prosthesis production are identified. As the conclusion, it is stated that this device development in simultaneousengineering environments, where the latest results of bionics, control, automation, new materials and productions techniques could be integrated, will ease the development of the hand prosthesis with the indistinguishable characteristics from the real hand; both in functionality and appearance. KEYWORDS: Hand prosthesis, design, modeling, biomechanics, function

1. INTRODUCCIÓN La mano humanarealiza principalmente dos funciones; la prensión y el tacto, las cuales permiten al hombre convertir sus ideas en formas (movimientos, manipulación, etc.), adicionalmente la mano añade expresión a las palabras, como en los casos del escultor o de los sordomudos. El sentido del tacto desarrolla totalmente las capacidades de la mano, sin este sería imposible medir la fuerza prensora. Por último, esimportante mencionar que el dedo pulgar representa el miembro más importante de la mano, sin este la capacidad funcional de la mano se reduce en cerca de un 40%.

Sustituir por pérdida alguno de los miembros humanos por dispositivos es un acontecimiento que ha venido sucediendo desde hace más de dos mil años. Durante el siglo XX, el objetivo de que los amputados regresaran a la vida laboral,orientó en gran medida las innovaciones presentadas a lo largo de los años. Inicialmente el objetivo propuesto es alcanzado por el médico francés Gripoulleau, quien fabricó distintos accesorios que podían ser utilizados como unidad terminal. En 1912, Dorrance, en los Estados Unidos, desarrolló una unidad terminal llamada Hook que puede abrirse y cerrarse activamente mediante movimientos de la...