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Finalista 2023
Paraguay
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#Sociedadjusta

Con impresión 3D, estudiantes crean prótesis de manos de bajo coste

Al utilizar la tecnología para resolver problemas reales, la prótesis cuesta diez veces menos que una normal y el modelo puede ponerse disponible para todo el mundo.

Profesor(a)

Foto de Leticia Cuevas
Leticia Cuevas

Escuelas

Colegio Nacional de Educación Media Diversificada Miguel Ángel Rodríguez

Nombre del proyecto

NeoLimb Prosthetic Hand

Áreas STEM

Ingeniería, Tecnología

Otras áreas de conocimiento

Sociologia

Cuando estudiantes del Club de Tecnología M.A.R. Tech pensaban en qué problemática debería centrarse al desenvolver un proyecto de impacto social en 2023, percibieron que la respuesta estaba literalmente en la puerta de al lado. Una estudiante tiene un vecino que pasó por una amputación de brazo y, hablando con él, aprendió más sobre las dificultades a las que se enfrentan las personas con esta realidad. Entonces, ella pensó que el grupo podría ayudar creando una prótesis que, aunque no pudiese resolver todo tipo de caso, lograría ayudar en algunos de ellos. Así nació el NeoLimb Prosthetic Hand, uno de los finalistas de la 10ª edición de Solve for Tomorrow SEASA (Argentina, Paraguay y Uruguay).

En traducción libre al español, NeoLimb significa nuevo miembro corporal y Prosthetic Hand se traduce como mano prostética. “Estuvimos investigando los tipos de prótesis que se podían aplicar, qué alternativas existen para qué tipos de amputación”, relata Leticia Cuevas, la profesora mediadora de la iniciativa. En el grupo hay cinco involucrados, de 15 y 16 años, de las especialidades de informática, ciencias básicas y humanidades del Colegio Nacional de Educación Media Diversificada Miguel Ángel Rodríguez, en la ciudad de Ñemby. Son estudiantes de bachillerato científico y técnico, que, en Paraguay, es una etapa intermediaria entre la escolarización básica y la educación superior.

El M.A.R. Tech Club (acrónimo del nombre del colegio, Miguel Ángel Rodrígues) es una iniciativa escolar creada en 2022 para impulsar proyectos en este ámbito y que reúne a alumnos de varios cursos de educación científica y técnica. Cuando decidieron crear una solución para tornar las prótesis mecánicas de manos más asequibles, el primer paso fue investigar el escenario actual y uno de los principales obstáculos fue el costo. En Paraguay, ese producto puede ser adquirido a través de organizaciones caritativas, que cubren parte de los gastos, pero aún es caro: el valor aproximado es de 680 dólares. 

Modelo disponible gratuitamente

La forma más viable económicamente de adquirir prótesis es fabricarlas mediante impresión 3D. Incluso no teniendo una impresora como esta en la escuela, la profesora dice que hay mucha oferta del tipo y, gracias a las donaciones de alumnos y tutores, la escuela pagó aproximadamente 67 dólares por fabricar una prótesis de mano, lo que resulta diez veces más barato que a través de organizaciones.

Además, el proyecto se destaca porque pretende utilizar el modelo de código abierto; es decir, Neolimb disponibilizará en breve, un software con código fuente que cualquiera puede inspeccionar, modificar y mejorar. “Hay de repente proyectos similares, pero lo que nosotros queríamos hacer, era crear un sitio web donde se puedan descargar los planos e imprimir por su propia cuenta”, resalta Cuevas.

Según ella, eso fue algo pensado desde el principio, para tornar el proyecto lo más democrático posible. Cualquiera puede descargar el modelo y hacerlo en una casa de impresión 3D,  sin requerir habilidades técnicas especializadas. 

Un modelo pensado para la mayoría de pacientes

Para crear la prótesis, el grupo se enfocó en la amputación transcarpiana, que es parcial, como la retirada de dedos y es la forma más común de amputación, según los datos recogidos durante la fase inicial del proyecto. Así es que estudió la estructura anatómica de la mano, enfatizando en los metacarpos, que están  situados entre los huesos pequeños del carpo y las falanges.

Los estudiantes investigaron más sobre la antropometría de la mano y los movimientos coordinados básicos y empezaron con la ingeniería básica del prototipo, estableciendo el concepto de su propia prótesis. Pero poner esos conocimientos en práctica fue un reto. Fueron necesarias muchas pruebas para que la prótesis resultase cómoda y estética.

Lo que aprendimos fue que a veces las respuestas a los retos de un proyecto están en materiales de nuestro día a día, en objetos muy simples, dijo la maestra.

Con todas las piezas bien ajustadas, el grupo imprimió la prótesis e hicieron testeos con softwares de simulación de esfuerzos y también, luego del post-procesado, que es el proceso de aplicar filtros y efectos de pantalla para mejorar drásticamente las imágenes de un producto. Cuando estaban satisfechos con el resultado,  donaron el producto final a un trabajador que poseía una amputación de mano debido a un accidente de trabajo en una compañía cercana a la escuela. Luego evaluaron con el usuario si tuvieron éxito con su proyecto, y éste manifestó que se sentía muy bien con la gama de tareas que podía realizar gracias a Neolimb.

Un salto de confianza para los jóvenes

Aunque el principal objetivo era mejorar la vida de las personas con amputaciones de manos, los alumnos también ganaron mucho con esa experiencia.  “Las mentorías que los alumnos fueron haciendo les abrió más la forma de pensar  en relación a una investigación científica”, dice la maestra. Para ella, los jóvenes aprendieron a identificar las problemáticas de un problema, plantear objetivos medibles, seguir las fases de  prototipos, hasta llegar a un estado final.

Además, la profesora destaca que esa iniciativa les permitió descubrir sus puntos fuertes, poniendo de relieve sus capacidades individuales dentro del trabajo en equipo. “Hay estudiantes que son excelentes para presentarse y nos ayudan a crear conexiones con otros. Hay una que se manifiesta como líder nata y hay los que están muy avanzados con la parte técnica. El proyecto fue una oportunidad de poner en práctica todos estos talentos”, enfatiza Cuevas.

El resultado es que los estudiantes están involucrados en el proyecto a punto de querer trabajar en Neolimb incluso en las vacaciones. “Una de las alumnas, por ejemplo, en el receso de fin de año ya comenzó a trabajar en la automatización de la prótesis. Está viendo ahora cómo utilizar piezas de Arduino para hacer eso”, revela. Este, ahora, será el enfoque del grupo en 2024, como también lo es el de subir y dejar activo el sitio web con el download gratuito del modelo de la prótesis.

¡Enfócate en la práctica!

Mira la guía de la profesora sobre cómo crear una prótesis de mano con impresión 3D.

Empatía

Después de entrevistar a una persona que sufrió la amputación de una mano, los estudiantes hicieron un mapa de empatía, que es una plantilla que organiza comportamientos y sentimientos de un usuario para crear un sentido de empatía entre él y el equipo. Con escucha activa, aprendieron sobre sus principales frustraciones y motivaciones, como los altos costos de las prótesis modernas. Ese fue el punto de partida para Neolimb.

Definición

El equipo definió que intentaría hacer una prótesis de mano más asequible, direccionada al tipo de amputación más común en Paraguay: la transcarpiana. Luego los estudiantes averiguaron sobre costos,  ventajas y desventajas a través de una análisis de viabilidad del proyecto.

Ideación

Cuando vieron que sería posible costear la fabricación de una prótesis mecánica de mano, empezaron con la parte de diseño, con una base estandarizada de dimensiones y formato que es utilizada comercialmente. “Tuvimos que investigar bastante sobre la funcionalidad de ciertas herramientas para cada diseño”, recuerda la profesora Letícia Cuevas. A medida que iban pasando por las fases del proyecto, los alumnos también participaron de diversos talleres del Solve for Tomorrow para perfeccionar el aprendizaje.

Prototipo

El equipo recolectó los datos de demanda y requerimiento médico de los usuarios de amputación transcarpiana y comenzaron con la ingeniería básica del prototipo. Eligieron la impresión 3D como método, por la reducción de costo de producción que proporciona. Posteriormente, seleccionaron el Ácido Poliláctico y el Poliuretano Termoplástico como materiales de impresión debido a sus propiedades físicas, térmicas y mecánicas.

Testeo

Al término de 10 meses de trabajo y después de las mentorías y capacitaciones en diversos puntos de Solve for Tomorrow, el equipo notó la necesidad de hacer ajustes en la estructura estética de Neo Limb Prosthetic Hand. Estos cambios proporcionarán al usuario una imagen más estilizada del dispositivo. Además, optimizarán la comodidad y ergonomía al reducir ligeramente algunas partes que no comprometen su funcionalidad. Para el futuro, la idea es tornar esa prótesis, automatizada.

 

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