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DISEÑO DE UN SOCKET AJUSTABLE PARA PRÓTESIS DE MIEMBRO
INFERIOR
Ing. Lisette Farah Simón a
Ing. Hanna Leslye García Guerra.b
Dr. Jesús Manuel Dorador González, c
a
Centro de Diseño y Manufactura. Facultad de Ingeniería, UNAM. [email protected]
Centro de Diseño y Manufactura. Facultad de Ingeniería, UNAM [email protected]
c
Centro de Diseño y Manufactura. Facultad de Ingeniería, UNAM. [email protected]
b
RESUMEN
En este trabajo se presenta el diseño de un socket ajustable para prótesis de miembro inferior a nivel
transfemoral que se ajuste a los cambios de volumen del muñón.
El término en inglés “socket” se utiliza debido a que el uso de esta palabra está mucho más extendido en
México que el término “encaje” que se utiliza en España. Este último término causaría confusión debido a su
referencia a textiles, por lo que se prefirió el uso del término “socket”.
El objetivo es brindar comodidad y seguridad al paciente por medio de un sistema de ajuste que al inflarse
permita compensar la pérdida o aumento de masa muscular que se presenta en el muñón a lo largo del tiempo,
esto provoca un contacto total del socket con el muñón, impidiendo así que se salga del mismo.
Es un diseño en el cual el paciente va a poder insertar o retirar con facilidad el muñón del socket gracias al
sistema de sujetadores inflables el cual permite colocarlo en una posición adecuada por medio de la inyección
de aire en el interior de los sujetadores ajustándolos hasta donde lo considere conveniente y se sienta cómodo.
El socket consta de varios sistemas: un sistema de estructura, que da soporte a los demás elementos; un
sistema de sujetadores inflables; un sistema base que soporta la parte inferior del muñón. Los componentes
que lo forman son intercambiables dando así mayor beneficio y reemplazo independiente de las piezas evita
que el paciente tenga que adquirir un socket completo, como sucede actualmente.
Otra de las ventajas que ofrece en comparación con los sockets actuales es que debido a su estructura y
componentes es más ligero y manejable, además la parte que está en contacto directo con el miembro residual
carece de una superficie rígida y actúa como amortiguador durante la marcha, brindando comodidad al
portador.
AMPUTACIÓN TRANSFEMORAL Y SOCKETS CONVENCIONALES
Hay diferentes tipos de amputación a nivel de miembro inferior, en este caso, trataremos la amputación
transfemoral, es aquella que se presenta a nivel del muslo, por encima de la rodilla (figura 1).
Desarticulación de la cadera (HD)
Hemipelvectomía (HP)
Desarticulación de la rodilla (KD)
Desarticulación del tobillo
Amputación parcial del pie (PF)
(Amputación de Choppart)
Amputación transfemoral (AK)
(Arriba de la rodilla)
Amputación transtibial (BK)
(Abajo de la rodilla)
Symes
Figura 1. Niveles de amputación de extremidad inferior
En la amputación de miembro inferior se pierden la capacidad de apoyo estático, la capacidad motora
dinámica de impulso y de frenado, la capacidad de amortiguación de impactos y de adaptación funcional de
la longitud del miembro inferior (acortamiento y alargamiento) en las diversas fases del ciclo de la marcha y
la información sensitiva procedente del segmento amputado.
Los pacientes amputados a nivel transfemoral utilizan principalmente dos tipos de sockets: cuadrilateral y de
contención isquiática; los cuales se fabrican a la medida del muñón del paciente y de un modo artesanal. El
socket cuadrilateral se caracteriza por ser de contacto total y el socket de contención isquiática ayuda a
estabilizar la pelvis y fémur al colocar la tuberosidad isquiática.
Para que la adaptación del socket sea cómoda las fuerzas que actúan en la interfase entre el muñón y la
prótesis deben ser tolerables, de tal forma que no lesionen o erosionen los tejidos del muñón, particularmente
la piel. Básicamente para que el socket soporte estas fuerzas se combinan dos principios biomecánicos,
descritos a continuación:
 En principio del contacto total se busca una distribución de las cargas en la máxima superficie del muñón
es decir, un reparto selectivo de la carga sobre los diferentes tejidos que lo conforman, ya que hay zonas
que toleran la presión y zonas muy sensibles.
 En el modelado del socket se desea que la concentración y localización de estas cargas se dé en ciertas áreas
de apoyo, concretamente en la tuberosidad isquiática. La tuberosidad isquiática se encuentra en la pelvis
y es el hueso conocido como isquion.
Para disminuir la incomodidad es necesario evitar que en el muñón se ejerza una presión excesiva. Por lo que
es necesario que las áreas sobre las cuales se aplica la fuerza tengan el mayor contacto en puntos críticos y en
el muñón. En la práctica no es fácil, ya que los tejidos no tienen la misma distribución y no todos son igual de
firmes. Algunas áreas del muñón toleran la presión bastante bien, mientras que otras son más sensibles, por lo
que para este diseño se buscó que la geometría de los componentes que están en contacto directo sobre el
muñón abarquen la mayor área posible, y esto se definió con base en las características de los músculos que
forman parte del muñón. El socket se diseñó tomando en cuenta algunas de estas características como: que el
muñón se divide en cuatro partes: lateral, anterior, posterior y medial; factores como las presiones y fuerzas de
contacto que se establecen en la interfase muñón-prótesis, composición muscular y parte de biomecánica de la
locomoción
DESCRIPCIÓN DE COMPONENTES DEL SOCKET
El diseño del socket se dividió en diferentes sistemas un sistema de ajuste formado por los sujetador ubicados
en la parte interna del socket, los cuales están en contacto directo con la piel del paciente y establecen un
contacto total en la superficie muñón-socket; estructura de apoyo formado por cuatro barras verticales y un
anillo central; y el sistema base formado por la rosca, malla y base.
El sistema de ajuste se encargará de compensar la pérdida de masa muscular a través de los sujetadores a los
cuales, con ayuda de un pivote, se inyectará aire, a cada uno de los componentes del sistema por medio de
unas mangueras que se encuentran en la base del socket permitiendo inflar cada uno de ellos y conservar las
características que debe cumplir el socket. En el diseño se cuidó la posición de los músculos que conforman el
muñón, dando con ello mayor comodidad y seguridad al paciente en cada una de las actividades que éste
realice. El sistema de ajuste está conformado por 5 sujetadores: superior, medial, lateral, anterior y posterior
(Figura 2).
Sujetador lateral y medial
Sujetador posterior
Sujetador anterior
Sujetador superior
Figura 2. Sistema de ajuste
El sistema de la estructura de apoyo da soporte al socket, en ella fijan los sujetadores ligados a la parte
medial, lateral, anterior y posterior del muñón siendo la interfase entre la abrazadera y el sistema base.
(figura3).
La abrazadera tiene la función de unir al muñón con el socket, sujetándolo y evitando que se salga de éste,
brindando al paciente seguridad al caminar, siendo también es el componente que sostiene a la estructura de
apoyo y al sujetador superior (figura4).
Figura 3. Estructura de apoyo
Figura 4. Abrazadera
El sistema base esta formado por: la rosca que tiene la función de unir la base con los demás componentes
del socket, tiene la forma de un anillo y conecta a la base con las barras verticales, la malla y los sujetadores
(figura5); la base tiene una geometría circular y en su interior se aloja el mecanismo de inyección de aire(con
el que se llenar los sujetadores); la base tiene la función de alinear, sostener y unir los componentes del socket
con la prótesis (figura6) y en la parte inferior del socket se encuentra la malla la cual amortigua durante el
apoyo la parte distal del muñón, brindando comodidad en la parte distal donde se encuentra la cicatriz causada
por la cirugía. Es una pequeña cama elástica, la cual acompañará el movimiento del muñón al andar, dando
también seguridad en los movimientos. Se encuentra entre la rosca y la base (Figura 7).
Figura 5. Rosca
Figura 6. Base
Figura 7. Malla
La unión de cada uno de estos componentes es el resultado final de este diseño (Figura 8).
Figura 8. Diseño final
CONCLUSIONES
A lo largo del tiempo el muñón cambia su geometría y su volumen, aumenta o disminuye la masa muscular.
Estos cambios son diferentes para cada uno de los pacientes y provocan la necesidad de cambiar el socket
continuamente y/o utilizar accesorios tales como medias, calcetines, forros, calcetas protésicas, etc. para
colocarse la prótesis y sentirse más seguro y cómodo.
El uso de un socket ajustable tiene la finalidad de alargar el periodo de tiempo en el que el paciente debe
sustituir el socket debido a las alteraciones sufridas por el muñón, de tal manera que el usuario podrá ajustar el
socket de acuerdo a estos cambios.
Con este diseño se presenta una nueva opción para las personas que presentan una amputación, dando como
beneficio seguridad y control del socket, por ende una mejor adaptación de la prótesis y un incremento del
tiempo de vida.
El objetivo de brindar al paciente un socket ajustable que: protege, brinda seguridad, es cómodo y sus piezas
son intercambiables se alcanza, esto debido a que cada uno de los sistemas cumple con los requisitos, criterios
y especificaciones para las cuales fueron diseñadas. Principalmente el sistema de ajuste que permite
compensar los cambios de masa muscular que se presenta en el muñón a lo largo del tiempo y el un contacto
total que se presenta entre el muñón y el socket impidiendo así que se salga del mismo.
Existen socket que presentan un funcionamiento parecido los cuales no están presentes en el mercado la
ventaja que tiene este diseño sobre ellos es la geometría que presenta cada sujetador, el intercambio de
componentes, los materiales y si olvidar la comodidad y seguridad que generan en el paciente.
RECONOCIMIENTOS
Este trabajo se desarrolló en el marco de los proyectos PAPIIT IN104502, PAPIIT1028063 y PAPIME102005,
patrocinados por la Dirección General de Asuntos del Personal Académico de la U.N.A.M.
BIBLIOGRAFIA
1. Página Web del National Amputee Centre, consultada en abril de 2006: http://www.waramps.ca/nac/
2. SEYMUR, Ron. et.al. Prothetics and Orthotics. Lower Limb ans Spinal. Ed. Lippincott Williams and
Wilkins. 1° edición, EUA, 2002
3. VIOSCA, Enrique. et.al. Guía de uso y prescripción de productos ortoprotésicos a medida. Instituto
Biomecánico de Valencia. Valencia, España.