1. Las partes de una prótesis: encaje, suspensión y componentes que sostienen, flexionan y rebotan
Las prótesis se construyen combinando varios componentes. Según el Manual MSD, estos incluyen el encaje, el sistema de suspensión que sujeta la prótesis al cuerpo, el sistema de control, las articulaciones y la parte terminal, como el pie o la mano [2]. En este artículo, nos centraremos en tres partes específicas de la prótesis de pierna: el encaje, la articulación de la rodilla y el pie.
Estas partes se organizan desde la más cercana al cuerpo hacia el exterior. El encaje se encarga de sostener, la articulación de la rodilla gestiona la flexión y el pie interactúa con el suelo. Cada uno cumple una función distinta para permitir el movimiento.
2. El encaje: la pieza que sostiene el peso y se adapta a los cambios del cuerpo durante el día
El encaje es la pieza que envuelve la parte restante de la pierna amputada, sostiene el peso del cuerpo y transmite la fuerza del movimiento a esa parte residual. El Manual MSD lo considera el componente más importante [1]. Aquí radica una gran dificultad: el tamaño de la pierna residual cambia a lo largo del día debido a la actividad física y el clima, lo cual es un proceso normal [1]. Esto es similar a cuando los pies se hinchan por la tarde y los zapatos aprietan más. Como el encaje es donde se apoya todo el peso, si no ajusta bien, provoca dolor o dificulta el movimiento. Por eso, se fabrica a medida para cada persona y suele requerir ajustes posteriores.
3. La articulación de la rodilla: cómo la prótesis evita que la rodilla ceda
Para quienes han perdido la pierna desde el muslo y también la articulación de la rodilla, la prótesis necesita una articulación de rodilla. El desafío no es tanto doblarla, sino evitar que la rodilla ceda. En las prótesis tradicionales de muslo, algunas no permiten apoyar el peso en la rodilla doblada, lo que provoca que la rodilla se "pliegue" o falle. Esto impide subir y bajar escaleras o pendientes alternando las piernas. Un informe del Ministerio de Salud, Trabajo y Bienestar de Japón señala que es frecuente que ocurran caídas y lesiones por este pliegue, especialmente al bajar pendientes [3].
Una solución presentada en el informe de desarrollo de NAL-Knee(S) es la articulación NAL-Knee(S). No utiliza motor ni control electrónico, sino que funciona solo con un cilindro hidráulico, adaptándose desde caminar lentamente hasta correr. Según se describe, incluye mecanismos para prevenir el pliegue, un sistema de amortiguación para flexionar lentamente y un bloqueo, lo que permite subir escaleras alternando las piernas [4]. Además, las articulaciones de rodilla y tobillo controladas por computadora pueden mejorar la seguridad y la estabilidad, reducir el consumo de energía y la carga en las articulaciones cercanas y la columna vertebral [1].
4. El pie protésico: cómo la lámina de resorte cambió la tecnología en los años 80
Un gran cambio en la tecnología de los pies protésicos ocurrió en la década de 1980. Se desarrollaron los "pies de acumulación de energía", hechos principalmente de fibra de carbono. Al pisar, la lámina se flexiona y almacena energía, que devuelve al despegar el pie. Hoy en día, estos diseños están disponibles para un amplio rango de usuarios, desde personas poco activas hasta atletas paralímpicos de alto nivel [5]. En cuanto a las prótesis de competición, se documenta que las primeras con láminas de fibra de carbono surgieron en 1984, y que en la década de 1990, al empezar a usarse en competencias, los récords mejoraron notablemente [6]. La idea fundamental es que, aunque sea la misma lámina, la dureza y la forma se eligen según el nivel de actividad de la persona.
5. La prótesis de carrera: por qué no tiene talón y se ajusta al peso del atleta
A diferencia de las prótesis diarias, las de competición no tienen talón; el atleta corre rebotando sobre la punta de la lámina. Las regulaciones internacionales establecen como base que la longitud se calcule mediante fórmulas, que no se use energía motriz y que el producto sea comercial [6]. Como ejemplo de innovación en la forma, una nueva lámina desarrollada por Mizuno y el Instituto de Tecnología Imasen tiene una curva ondulada desde la punta hasta el arco del pie. Su objetivo es mantener constante la zona de contacto con el suelo y estabilizar la fuerza de rebote [7].
La lámina se elige según el peso del usuario. Por ejemplo, el modelo KATANAα, para principiantes, tiene tallas por rangos de peso: la talla L1 (hasta 50 kg) pesa unos 285 g solo la lámina, y la L2 (hasta 65 kg) unos 310 g. El material es plástico reforzado con fibra de carbono [8]. Además, elegir la lámina adecuada al peso y a las características del deporte, y ajustar los ángulos y la posición de toda la prótesis (llamado "ajuste de alineación"), se considera un reto difícil para hacer deporte con prótesis. Para este producto, se desarrolló un sistema que vincula la información de selección con el montaje [8].
6. Por qué una lámina que devuelve más energía no garantiza correr más rápido
Al correr, la pierna humana se comporta como un resorte, realizando movimientos de rebote. Sobre las láminas de las prótesis, un artículo cita un estudio que halló más del 90% de devolución de energía elástica [10]. Sin embargo, esta cifra proviene de investigaciones previas citadas. Una tesis doctoral de la Universidad de Bournemouth reportó que la eficiencia de devolución de energía de las prótesis tipo Flex Run existentes supera el 99%. El mismo estudio muestra que los valores de investigaciones anteriores varían entre el 63% y el 100%, lo que indica que los resultados dependen de cómo se miden [9].
También hay estudios sobre la carrera real. En corredores con una prótesis transtibial unilateral de élite, la fuerza vertical media durante el contacto con el suelo en el lado protésico fue aproximadamente un 9% menor que en la otra pierna. No hubo diferencias significativas en el tiempo de balanceo de la pierna entre ambos lados [11]. Parece que una alta tasa de devolución no implica directamente mayor velocidad. Es esencial elegir un resorte que se ajuste al cuerpo y realizar ajustes según la forma de correr.
7. Un experimento para hacer en casa: sentir cómo el tobillo se estira al levantar el talón
Algo que puedes hacer hoy: siéntate en una silla, apoya la planta del pie en el suelo y levanta y baja el talón lentamente. Sentirás cómo el tobillo se estira y contrae, funcionando como un resorte. En las prótesis de competición, la lámina realiza parte de ese movimiento. Si sientes dolor, detente inmediatamente.
Algo que puedes hacer saliendo: busca libros sobre prótesis o deportes paralímpicos en la biblioteca de tu localidad. En competiciones de deportes paralímpicos, quizás puedas ver la forma de las prótesis de competición.
Información oficial: están disponibles páginas del Manual MSD sobre prótesis y informes del Ministerio de Salud, Trabajo y Bienestar de Japón sobre el desarrollo de equipos de apoyo a la vida independiente.