Materiales, Biomecánica e Ingeniería
Esta área reúne los fundamentos de ingeniería de las prótesis y órtesis: los materiales con los que se construyen los dispositivos, la biomecánica que rige su interacción con el cuerpo durante la bipedestación y la marcha, la gestión de la carga mecánica en la interfaz cuerpo-dispositivo, y los métodos de diseño y fabricación digital que cada vez más configuran su elaboración. En conjunto, estos aspectos explican cómo se diseña una prótesis u órtesis para que sea resistente, ligera, cómoda y funcionalmente adaptada al movimiento.
Definition
Los materiales, la biomecánica y la ingeniería en prótesis y órtesis constituyen el cuerpo de conocimiento relacionado con los materiales estructurales, el comportamiento mecánico, la carga en la interfaz y los procesos de diseño y fabricación mediante los cuales se crean dispositivos de asistencia externos y se adaptan al movimiento de una persona.
Scope
El área orienta al lector a través de cuatro temas: los materiales utilizados en la construcción protésica y ortésica; el análisis biomecánico y la mecánica de la marcha; la distribución de la carga y la gestión de la presión en la interfaz extremidad-dispositivo; y el diseño asistido por ordenador y la impresión 3D. Se tratan estos temas como un mapa de referencia del conocimiento de ingeniería que subyace al diseño de dispositivos, no como instrucciones de fabricación o prescripciones clínicas.
Sub-topics
Core questions
- ¿Qué propiedades de los materiales hacen que un componente protésico u ortésico sea resistente, ligero, duradero y biocompatible?
- ¿Cómo alteran los dispositivos protésicos y ortésicos la mecánica de la bipedestación y la marcha?
- ¿Cómo se distribuye la carga mecánica en la interfaz entre el dispositivo y el cuerpo, y por qué es importante?
- ¿Cómo el diseño digital y la fabricación aditiva cambian la forma en que se producen los dispositivos?
Key concepts
- Materiales estructurales y biocompatibles
- Ciclo y análisis de la marcha
- Presión y cizallamiento en la interfaz
- Almacenamiento y retorno de energía
- Alineación
- Diseño y fabricación asistidos por ordenador
- Fabricación aditiva
Clinical relevance
Comprender la base de ingeniería de los dispositivos ayuda a los clínicos e ingenieros a razonar sobre por qué un dispositivo funciona como lo hace, cómo las decisiones de diseño afectan la comodidad y la función, y cómo evaluar la evidencia que compara componentes. Esta área es material de referencia descriptivo sobre cómo se diseñan y evalúan los dispositivos; no proporciona prescripción de dispositivos ni orientación de fabricación para pacientes individuales.
Evidence & guidelines
La evidencia en esta área abarca desde estudios primarios biomecánicos sobre el estrés en la interfaz y la marcha hasta revisiones sistemáticas sobre cómo los componentes protésicos afectan la función. Una revisión sistemática de van der Linde y colaboradores (2004) ilustra la dificultad de extraer conclusiones sólidas a nivel de componente a partir de estudios biomecánicos heterogéneos, mientras que las revisiones de ingeniería rastrean la rápida adopción de la fabricación aditiva basada en polímeros en el campo.
History
La ingeniería protésica y ortésica pasó de la construcción artesanal con madera y cuero a componentes modulares estandarizados y compuestos ligeros a lo largo del siglo XX. La biomecánica cuantitativa y la medición instrumentada de la marcha y la interfaz maduraron a partir de las décadas de 1980 y 1990, y el diseño digital con fabricación asistida por ordenador y, más recientemente, la fabricación aditiva, han remodelado progresivamente la forma en que se diseñan y producen los dispositivos.
Related topics
Seminal works
- sanders-1993
- van-der-linde-2004
Frequently asked questions
- ¿Qué abarca el área de materiales, biomecánica e ingeniería?
- Abarca los materiales con los que se construyen los dispositivos, la biomecánica de cómo interactúan los dispositivos con el movimiento, la gestión de la carga mecánica en la interfaz cuerpo-dispositivo, y los métodos de diseño digital e impresión 3D utilizados en la fabricación.
- ¿Trata esta área sobre cómo construir o prescribir un dispositivo?
- No. Es una visión general de referencia del conocimiento de ingeniería detrás de los dispositivos protésicos y ortésicos, no un manual de fabricación ni una base para la prescripción clínica.