ARRIBA: el doctor Albert Chi, cirujano traumatólogo del Hospital Johns Hopkins de Baltimore, fabrica una mano e-NABLE. ABAJO: ampliación de las piezas en 3D de la mano e-NABLE. Fotografía por cortesía de e-NABLE y Jen Martin Studios.
El uso de la impresión en 3D se está desarrollando rápidamente en diversos sectores, como el aeroespacial, la defensa, la automoción y, sobre todo, la sanidad. Al mismo tiempo, la tecnología ha llevado las capacidades de fabricación a las oficinas, los hogares, las aulas, los laboratorios universitarios y las pequeñas empresas, desatando un tsunami de creatividad e innovación.
«La impresión 3D existe desde hace décadas…. Lo que es nuevo es que la impresión 3D ha alcanzado unos precios y unos niveles de consumo asequibles, los nuevos materiales y las técnicas están haciendo posible nuevas cosas, e Internet lo está uniendo todo», según un informe de 2013, 3D Printing and theFuture of Manufacturing (La impresión 3D y el futuro de la fabricación), elaborado por Computer Sciences Corporation, Falls Church (Virginia).
La impresión 3D también ha despertado el interés de la comunidad O&P, lo que se refleja en investigaciones, presentaciones en conferencias profesionales y científicas, iniciativas de investigación y desarrollo, y nuevos productos en el mercado. Sin embargo, una oleada de nuevos desarrollos en prótesis fuera de la profesión de O&P ha despertado tanto el interés como la preocupación de la comunidad de O&P. Aunque este artículo se centra en la protésica del miembro superior, también examinaremos algunas innovaciones en ortésica y protésica del miembro inferior.
La población desatendida recibe una mano amiga
Las historias sobre estudiantes de instituto y universidad, ingenieros, profesionales sanitarios y aficionados que crean prótesis para niños con amputaciones o deficiencias congénitas de las extremidades han acaparado la atención de los medios de comunicación y han despertado la curiosidad del público. El interés por ayudar a los demás confluye con una pasión creativa por la innovación tecnológica, alimentada por impresoras 3D asequibles, materiales de bajo coste y archivos descargables de código abierto para la impresión. La tecnología también es prometedora para satisfacer las necesidades de O&P en misiones humanitarias en países en vías de desarrollo o en zonas gravemente afectadas por guerras y catástrofes naturales, afirma Jeff Erenstone, CPO de Mountain Orthotic and ProstheticServices, Lake Placid, Nueva York.
Un niño utiliza su mano de e-NABLE para montar en bicicleta.
Un voluntario de e-NABLE monta una mano protésica impresa en 3D mientras el receptor observa. Fotografías por cortesía de e-NABLE y Jen Martin Studios.
Una de las organizaciones que está a la vanguardia es e-NABLE (www.enablingthefuture.org), fundada en 2013 por el doctor JonSchull, investigador científico del Media Arts Games Interaction CreativityCenter del Rochester Institute ofTechnology. La red mundial de voluntarios está creciendo rápidamente; Schull calcula que ahora cuenta con unos 6.300 y que crece un 1% cada semana, con dispositivos que actualmente se proporcionan a al menos un receptor en unos 40 países.
Como los niños superan las prótesis rápidamente y, al ser activos y enérgicos, son duros con sus dispositivos, el coste de proporcionar prótesis tradicionales es prohibitivo para la mayoría de las familias. Por ello, los niños prescinden de ellas. «E incluso cuando tienen prótesis tradicionales, a menudo las rechazan», comenta Schull.
«En el caso de los niños, estamos en un momento dulce», continúa. «Los niños se sienten atraídos por los superdiseños y las características de los juguetes, y sus amigos también los adoran. Así que hay beneficios tanto psicosociales como funcionales».
«Si haces que parezca un robot y se lo das a un niño de ocho años, será el más popular de la clase», añade Erenstone, voluntario de e-NABLE.
e-NABLE: lo que hay, lo que viene
La mayoría de los dispositivos que proporcionan los voluntarios de e-NABLE son manos parciales que requieren que el receptor tenga una muñeca intacta; sin embargo, se están desarrollando dispositivos transradiales e incluso transhumerales, o están en fase de pruebas beta antes de ser lanzados al mercado. Varios receptores de manos y miembros de la familia se están convirtiendo en voluntarios, fabricando más dispositivos, y algunos receptores se están ofreciendo como probadores beta de nuevos dispositivos.
En el sitio web de e-NABLE se incluye una prótesis mioeléctrica para personas con diferencias en las extremidades transhumerales, el brazo sin extremidades, creado por un equipo de estudiantes de la Universidad de Florida Central (UCF) dirigido por el estudiante de doctorado en ingeniería Albert Manero. Aunque los archivos de código abierto están disponibles para su descarga y los componentes y materiales pueden adquirirse en tiendas de consumo de amplia difusión, el diseño requiere amplios conocimientos eléctricos, tiempo y una impresora más robusta de la que disponen la mayoría de los voluntarios, señala e-NABLE. El equipo de la UCF ha creado una organización sin ánimo de lucro, Limbitless Solutions (www.limbitless-solutions.org), que puede proporcionar las prótesis por unos 350 dólares de coste de materiales.
Preocupaciones de seguridad y reglamentación
La comunidad de O&P ha expresado su preocupación por la seguridad de los dispositivos 3D diseñados e impresos por voluntarios, que carecen de la aportación de protésicos profesionales y no han sido aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU. (FDA).La Asociación Americana de Prótesis Ortopédicas (AOPA) emitió una declaración en febrero que expresa estas preocupaciones. «Estamos intrigados por las tecnologías 3D emergentes que se describen en varios informes recientes de los medios de comunicación de la televisión, la prensa y la web, al tiempo que observamos que en muchos casos el cuidado presentado implica instancias que no cumplen plenamente con las normas de la FDA y/o los requisitos de licencia y acreditación federales o estatales». Schull señala que comparte esta preocupación y que los funcionarios de la FDA han apoyado el trabajo de e-NABLE, tal y como expresó el funcionario de la FDA Matthew DiPrima durante el Science in 3D: 2015 BioinformaticsFestival en enero.
La declaración de la AOPA también reflejaba la preocupación de los protésicos por la información inexacta sobre el coste de las prótesis tradicionales de miembro superior.
No son prótesis completas
Tal vez en relación con la preocupación por la seguridad y la normativa hay una distinción que no es bien comprendida por los medios de comunicación y el público en general: los dispositivos impresos por voluntarios en 3D no son realmente prótesis funcionales, según sus productores. Schull se apresura a señalar las limitaciones de los dispositivos de mano parcial. Como se indica en el sitio web de e-NABLE, los dispositivos producidos a partir de sus diseños deben verse como herramientas y no como prótesis totalmente funcionales. Ayudan a los niños a realizar tareas sencillas, como sujetar una botella de agua mientras sostienen un bocadillo en la otra mano, usar las dos manos para montar en bicicleta o coger una pelota. El sitio web advierte que los dispositivos no pueden sostener más que unos pocos kilos de peso y que la fuerza de agarre no es lo suficientemente fuerte como para jugar con las barras de los monos, hacer funcionar los frenos de las bicicletas, hacer paradas de manos o realizar actividades similares.
Erenstone menciona que sus discusiones con Schull ayudaron a dar a conocer a e-NABLE el valor y la necesidad de involucrar a protésicos con formación profesional en el desarrollo y la aplicación de los dispositivos. Schull está dispuesto a llegar a la comunidad O&P. Él y Erenstone presentaron una sesión general por la mañana en la reciente Asamblea Nacional de la AOPA sobre «El nuevo mundo de los dispositivos impresos en 3D: Desafíos y oportunidades», junto con un taller de tarde para que los asistentes probaran la impresión en 3D. Schull también hizo una presentación en la Sesión General del Simposio de la Sociedad Internacional de Prótesis y Ortesis (ISPO) de Canadá el 2 de octubre.
«Estamos deseosos de colaborar con los profesionales e incluirlos entre nuestros voluntarios, así como entre nuestros asesores», dice Schull. «El objetivo es desarrollar nuevas oportunidades y crear nuevas opciones tanto para los usuarios como para los profesionales. Soy muy consciente de que sólo podemos atender a un porcentaje muy pequeño de personas que necesitan dispositivos de asistencia, prótesis u órtesis. Los protésicos y ortesistas son una parte esencial del ecosistema sanitario a la hora de decidir qué casos necesitan qué tipo de sistemas». Y continúa: «Nos gustaría colaborar con la comunidad de O&P; todas estas soluciones tienen cabida. No es nuestro propósito socavar la valiosa profesión que hace posible lo que hacemos y hace lo que nosotros no podemos hacer».
Algunos médicos de O&P y otras partes interesadas han expresado su preocupación por la imagen generada por la cobertura de los medios de comunicación que parece equiparar una mano protésica impresa en 3D que tiene una tecnología relativamente simple y una función limitada con la función, la fuerza y la durabilidad de una prótesis compleja de miembro superior diseñada, fabricada y ajustada profesionalmente, además de inflar enormemente los costes de las prótesis proporcionadas por profesionales.
«Como protésicos, nos sentimos muy seguros con el ajuste del encaje, las propiedades del material y el trabajo con los pacientes», señala Gerry Stark Jr, MSEM, CPO/L,FAAOP, especialista clínico senior en miembros superiores, Otto Bock HealthCare, Austin, Texas. «Todas estas competencias siguen siendo extremadamente valiosas y relevantes con la impresión 3D. Básicamente, la impresión 3D podría considerarse una forma sofisticada y novedosa de tecnología para ayudar en el proceso de fabricación. Mi opinión es que el protésico sigue siendo fundamental en la gestión de esta relación paciente-cliente para implementar y optimizar esta tecnología», continúa Stark, «Lo que más preocupa a los protésicos es que algunos responsables políticos asumen erróneamente que los amputados pueden saltarse el proceso de adaptación. Existe la idea tecnológicamente ingenua de que a los pacientes se les podría medir el muñón, escanearlo y enviar el archivo a un centro de fabricación. El paciente recibiría entonces una prótesis totalmente funcional y duradera de forma mucho más económica que a través de un protésico. Sin embargo, siempre será necesario contar con un profesional protésico capacitado para adaptar y optimizar esta nueva tecnología».
Otros profesionales de la protésica han opinado en foros públicos, como el listserv OANDP-L. Muchos de sus comentarios podrían resumirse en: «La gente pensará que estamos estafando al público».
Una niña lleva el corsé para escoliosis UNYQ impreso en 3D, con un patrón estético distintivo. Fotografía por cortesía de UNYQ.
William Layman, CPO, BOCO, BOCP, copropietario, junto con su esposaSharon Layman, CFOM, COF, CMF, de Innovative Orthotics & Prostheticsof Louisiana, Kenner, dice: «Hay mucha información engañosa sobre los costes de los dispositivos protésicos tradicionales y sobre lo que pueden hacer.»Layman es partidario del potencial de la impresión 3D y ha desarrollado una pierna protésica impresa en 3D con buenos resultados. Layman también es propietario de Innovative Digital Manufacturing of Louisiana, en Kenner, que fabrica una gran variedad de productos impresos en 3D.
La impresión en 3D en la educación
«La Enable Community Foundation está desarrollando un repositorio de datos y experiencias obtenidas por quienes participan en el proceso de impresión voluntaria y se está convirtiendo en un centro de investigación sobre varios temas», dice Schull. Nos gustaría tener la oportunidad de colaborar con profesionales de la protésica y la ortopedia».
La Directora de Programas, María Esqueladescribe el Intercambio de Educadores e-NABLE y la iniciativa e3STEAM: «Ofrecen a los educadores formales e informales la oportunidad de desarrollar algo juntos o de desarrollarlo y compartirlo con otros, enseñar a otros y crear espacios de creación».»Nota del autor: Los makerspaces son espacios creativos, a veces llamados hackerspaces o fablabs, donde la gente se reúne para crear y aprender.
Una niña recibe su nueva mano protésica impresa en 3D de manos de voluntarios en la conferencia Prosthetists Meet Printers. Fotografía por cortesía de e-NABLE y Jen Martin Studios.
La Comisión Nacional de Educación Protésica y Ortésica (NCOPE) señala en su informe sobre la Cumbre Educativa de 2015 que «la impresión en 3D puede llegar a ofrecer un medio conveniente para la producción de dispositivos, pero la aplicación adecuada de la tecnología emergente dependerá de profesionales bien cualificados.»
Sesiones y presentaciones sobre la impresión 3D están empezando a aparecer en conferencias profesionales, y algunas de las escuelas de O&P acreditadas por la NCOPE y la Commissionon Accreditation of Allied Health Education Programs(CAAHEP) están añadiendo información sobre la impresión 3D a sus programas.
Algunos de los niños de la conferencia Prosthetists Meet Printers disfrutaron ayudando a hacer las manos impresas en 3D. Fotografía por cortesía de e-NABLE y Jen Martin Studios.
El programa del 15º Congreso Mundial de la ISPO, celebrado del 22 al 25 de junio en Lyon (Francia), incluía esta nota: «Además de las continuas mejoras que se observan en los dispositivos P&… este año hay una nueva área de desarrollo: las tecnologías de impresión 3D o aditiva. Éstas son muy adecuadas para fabricar dispositivos adaptados a la persona».
Prosthetic Design Inc. (PDI), de Clayton (Ohio), está trabajando con el Century College y el Baker College en el desarrollo de una sesión de 3D para sus programas de técnicos de O&P, según Brad Poziembo, LP. «Estamos construyendo una impresora para el Baker College; ellos formarán a sus técnicos en la impresora». La impresora PDI puede fabricar zócalos mucho más rápido que la fabricación tradicional y, por tanto, proporcionar una formación acelerada, añade. PDI ha desarrollado con éxito un encaje protésico de miembro inferior resistente y duradero impreso en 3D a partir de una tecnología desarrollada en la Universidad de Northwestern, afirma Poziemboses. «Puedo escanear y colocar al paciente en el mismo día. Pueden salir a comer, volver en una hora y media y tener el encaje listo».
Nuevos avances en prótesis y órtesis de miembro inferior
En una intersección en la que confluyen la estética, el diseño industrial y la O&P, algunos avances en ortesis y fundas protésicas de miembro inferior impresas en 3D muestran la capacidad de la impresión 3D para mostrar la individualidad del usuario.
En 2012, 3D Systems, de Rock Hill (Carolina del Sur), adquirióBespoke Innovations, de San Francisco, conocida por sus carenados para prótesis de miembro inferior creados por el diseñador industrial ScottSummit. UNYQ, de San Francisco, colabora con 3D Systems para comercializar los carenados protésicos, las férulas y los yesos de 3D Systems. UNYQ se ha asociado con Ottobock, de Duderstadt (Alemania), para ofrecer carenados cosméticos para extremidades inferiores fabricados con distintos materiales, según la elección del usuario. UNYQ también lanzará este mes carenados protésicos para extremidades superiores impresos en 3D.
En el ámbito de las ortesis, UNYQ ha lanzado una versión limitada de una ortesis para escoliosis impresa en 3D desarrollada por 3D Systems. El corsé logró un nivel de corrección de curvas similar al del corsé de Boston, pero los niños y adolescentes lo prefirieron por su atractivo aspecto, según un estudio piloto no publicado realizado en el Hospital Infantil Benioff de la UCSF, en Oakland (California), por el equipo de dispositivos médicos personalizados de 3D Systems, en colaboración con el Dr. James Policy, de la Universidad de Stanford, y el Dr. Robert Jensen, de Laurance Orthopedic, en Oakland.
El cliente de Erenstone posa con su hija, mostrando el diseño de Rosie the Riveter en su recubrimiento de miembro inferior personalizado.Fotografía por cortesía de Jeff Erenstone.
«Algo que falta en nuestra industria ha sido la personalización, y no hemos abrazado realmente la revolución digital como ,» dice el CEO y cofundador de UNYQ, Eythor Bender. «En los próximos cinco años, la impresión 3D cambiará nuestra industria de muchas maneras. En UNYQ colaboramos con el sector de la O&P para maximizar su potencial».
Erenstone ha creado una nueva empresa, Create Prosthetics, en Lake Placid, y ha desarrollado unas fundas protésicas. «Utilizamos exclusivamente un material flexible, no como el plástico frágil que se agrieta si se golpea», explica. «Es mucho más duradero y se adapta a la pierna. Nos vamos a especializar en la estética. Hace poco tuvimos un veterano de guerra que quería que su prótesis llevara el nombre de Rosie la Remachadora, y eso es lo que hicimos. También podemos hacer portadas de color carne, pero es divertido hacer portadas que expresen intereses».
Ahora y el futuro
Aunque la impresión 3D está empezando a tener un impacto en O&P, el énfasis en este momento parece estar más en el potencial que en el uso actual. «Creo que está cerca, pero no del todo, en cuanto a durabilidad y competitividad en costes y tiempo con respecto a los métodos tradicionales de producción de dispositivos estructurales de O&P», dice Jim Colvin, director de investigación y desarrollo de WillowWood, Mt. Sterling, Ohio. WillowWood ha investigado la impresión en 3D y actualmente está trabajando en un proyecto. «Los materiales y los procesos tienen que mejorar, pero creo que es cuestión de tiempo que la tecnología avance hasta el punto de ser comercialmente viable para los dispositivos de O&P.»
«La impresión en 3D tiene algunas limitaciones», dice Sam Hale, CPO, director de prótesis, Fillauer CompaniesInc., Chattanooga, Tennessee. «Hay una falta de durabilidad y debilidad estructural. Hay formas de reforzar el material, pero son caras. Sin embargo, estamos atentos a los desarrollos y utilizamos la tecnología disponible siempre que sea posible».
«Veo que el sector seguirá adoptando la impresión 3D, a cualquier nivel, porque definitivamente ha llegado para quedarse», dice TracySlemker, CPO/L, FAAOP, presidente y fundador de Dayton Artificial Limb,Ohio, y PDI.
«El modo de fabricar la órtesis o prótesis es secundario con respecto a la gestión del cuidado del paciente», dice Dennis Clark, CPO, presidente de Clark& Associates Prosthetics and Orthoticsand O&P1, Waterloo, Iowa. «Todas las técnicas de fabricación nos permiten centrarnos en nuestro trabajo, que es gestionar la atención protésica y ortésica, con el objetivo de mejorar la función, la salud y la calidad de vida de los pacientes a los que atendemos». Se puede contactar con ella por correo electrónico en
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