Las prótesis son la solución más común para reemplazar una extremidad perdida. Sin embargo, son difíciles de controlar y, a menudo, poco fiables, con solo un par de movimientos disponibles. Los músculos remanentes en el muñón son la fuente preferida de control para las manos biónicas. Esto se debe a que los pacientes pueden contraer los músculos a voluntad y la actividad eléctrica generada por las contracciones se puede utilizar para decirle a la mano protésica qué hacer, por ejemplo, abrir o cerrar. Un problema importante en los niveles de amputación más altos, como por encima del codo, es que no quedan muchos músculos para controlar las muchas articulaciones robóticas necesarias para restaurar verdaderamente la función de un brazo y una mano.

Un equipo multidisciplinario de cirujanos e ingenieros ha solucionado este problema reconfigurando el muñón e integrando sensores y un implante esquelético para conectarlo con una prótesis eléctrica y mecánicamente. Al diseccionar los nervios periféricos y redistribuirlos a nuevos objetivos musculares utilizados como amplificadores biológicos, la prótesis biónica ahora puede acceder a mucha más información para que el usuario pueda controlar muchas articulaciones robóticas a voluntad (video : https://youtu.be/h1N-vKku0hg ).

La investigación fue dirigida por el profesor Max Ortiz Catalan, director fundador del Centro de Investigación de Biónica y Dolor (CBPR) en Suecia, jefe de investigación de prótesis neurales en el Instituto de Biónica en Australia y profesor de biónica en la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia.

« En este artículo, mostramos que volver a cablear los nervios a diferentes objetivos musculares de manera distribuida y concurrente no solo es posible, sino que también conduce a un mejor control protésico. Una característica clave de nuestro trabajo es que tenemos la posibilidad de implementar clínicamente procedimientos quirúrgicos más refinados. procedimientos e incrustamos sensores en las construcciones neuromusculares en el momento de la cirugía, que luego conectamos al sistema electrónico de la prótesis a través de una interfaz osteointegrada. Los algoritmos de IA se encargan del resto ».

Los miembros protésicos se unen comúnmente al cuerpo mediante un encaje que comprime el muñón causando incomodidad y es mecánicamente inestable. Una alternativa a la fijación del alvéolo es utilizar un implante de titanio colocado dentro del hueso residual que queda fuertemente anclado, lo que se conoce como osteointegración. Tal unión esquelética permite una conexión mecánica cómoda y más eficiente de la prótesis al cuerpo.

« Es gratificante ver que nuestra innovación quirúrgica y de ingeniería de vanguardia puede proporcionar un nivel tan alto de funcionalidad para una persona con una amputación de brazo. Este logro se basa en más de 30 años de desarrollo gradual del concepto, en el que estoy orgulloso de haber contribuido », comenta el Dr. Rickard Brånemark, afiliado de investigación del MIT, profesor asociado de la Universidad de Gotemburgo, director ejecutivo de Integrum, un destacado experto en osteointegración para prótesis de extremidades, que llevó a cabo la implantación de la interfaz.

La cirugía tuvo lugar en el Hospital Universitario Sahlgrenska, Suecia, donde se encuentra CBPR. El procedimiento de reconstrucción neuromuscular estuvo a cargo del Dr. Paolo Sassu, quien también dirigió el primer trasplante de mano realizado en Escandinavia.

« El increíble viaje que hemos emprendido junto con los ingenieros biónicos de CBPR nos ha permitido combinar nuevas técnicas microquirúrgicas con sofisticados electrodos implantados que brindan control con un solo dedo de un brazo protésico, así como retroalimentación sensorial. Pacientes que han sufrido una amputación de brazo ahora podría ver un futuro mejor », dice el Dr. Sassu, quien actualmente trabaja en el Istituto Ortopedico Rizzoli en Italia.

El artículo de Science Translational Medicine ilustra cómo los nervios transferidos se conectaron progresivamente a sus nuevos músculos anfitriones. Una vez que el proceso de inervación había avanzado lo suficiente, los investigadores las conectaron a la prótesis para que el paciente pudiera controlar cada dedo de una mano protésica como si fuera el suyo propio (video : https://youtu.be/FdDdZQg58kc). Los investigadores también demostraron cómo responde el sistema en las actividades de la vida diaria (video : https://youtu.be/yC24WRoGIe8) y actualmente están en proceso de mejorar aún más la capacidad de control de la mano biónica.