Mano biónica, médico presentan avances de su prótesis funcional y sensitiva

(CNN) – El dolor del miembro fantasma es un problema común para las personas que se someten a una amputación, al igual que la capacidad de funcionar incluso con una prótesis normal, pero un avance médico que parece sacado directamente de “Star Wars” está brindando al menos a una mujer un alivio significativo de ese dolor. Ahora tiene una prótesis de mano biónica funcional que puede sentir algunas sensaciones y ayudarla a hacer aproximadamente el 80% de lo que solía hacer con ambas manos.

Si bien todavía faltan años para la mano biónica de apariencia humana de Luke Skywalker, los científicos dicen que están un paso más cerca con esta nueva técnica protésica, y los médicos esperan que otros pronto se beneficien de este enfoque.

Karin, cuyo nombre completo no se revela en el estudio de prueba de concepto publicado el miércoles en la revista médica Science Robot, había estado usando una prótesis de mano normal durante años, pero era difícil de controlar. Y como ocurre incluso con las prótesis tecnológicamente más avanzadas del mercado, su uso era incómodo y, a veces, incluso doloroso. Además, esta sueca de 50 años, que perdió la mano en un accidente agrícola, llevaba más de 20 años viviendo con un dolor insoportable en su miembro fantasma.

Karin con su mano biónica integrada y el Dr. Max Ortiz Catalán. Crédito: De Ortiz-Catalan et al., Sci. Rob., 2023.

“Me sentía como si tuviera la mano constantemente en una picadora de carne, lo que me creaba un alto nivel de estrés y tenía que tomar altas dosis de varios analgésicos”, dijo Karin en un comunicado de prensa del grupo que hizo posible su nueva prótesis. Los ingenieros y médicos que realizaron este trabajo forman parte del Centro de Investigación en Biónica y Dolor, una colaboración multidisciplinaria entre varias organizaciones internacionales.

Para aliviar su dolor y recuperar su función, aceptó ser parte de un experimento que le daría una mano biónica. El equipo dice que ella es la primera persona en el mundo con una amputación por debajo del codo que logra conectar con éxito una mano biónica directamente a su sistema neuromusculoesquelético.

La prótesis de Karin se considera biónica porque está unida a su sistema nervioso, así como al músculo y al hueso, a diferencia de una prótesis tradicional que se adhiere al extremo de su muñón mediante succión o un sistema de arnés y cable.

Aunque algunos otros tipos de implantes requieren equipo externo, la mano biónica es completamente autónoma. Los cirujanos incorporaron un controlador, una unidad de batería en forma de muñeca y un acoplador mecatrónico (un dispositivo utilizado para transmitir energía) que se conecta a la interfaz neuromusculoesquelética, por lo que no necesita ningún equipo adicional como una batería grande o una unidad de procesamiento.

La mano biónica altamente integrada en uso. Crédito: De Ortiz-Catalan et al., Sci. Rob., 2023.

Sin embargo, no había mucho espacio en el área para que todo encajara, por lo que los cirujanos tuvieron que reorganizar sus músculos y nervios en lo que quedaba de su brazo. También eliminaron los neuromas, el grupo desorganizado de fibras que se agrupan al final de un nervio cuando se corta.

El Dr. Max Ortiz Catalan, coautor del nuevo estudio y jefe de investigación de prótesis neurales en el Instituto Biónico de Melbourne, Australia, dijo que los neuromas son los que pueden causar parte del dolor fantasma cuando las personas pierden una extremidad.

Para enviar las señales del cerebro a la mano biónica para decirle qué hacer y darle una sensación de tacto, los médicos transfirieron un injerto muscular de la pierna de la mujer a su brazo para que los nervios pudieran reconectarse a un objetivo natural. El uso del músculo también previene la formación de nuevos neuromas, dijo Ortiz Catalán.

Luego, los médicos colocan un electrodo en ese músculo, que funciona como un amplificador biológico, impulsando la señal eléctrica del cerebro a la mano, donde los algoritmos de IA dentro de la prótesis interpretan la señal y le permiten mover la mano biónica. Debido a que los nervios participan en este proceso, Karin también tiene un sentido del tacto limitado a través de la mano biónica.

Ahora es capaz de sostener y soltar objetos con una amplia variedad de formas, girar la manija de una puerta, recoger monedas, preparar comida, hacer la maleta y muchas más actividades prácticas que antes no podía hacer bien. Ha funcionado durante tres años, una buena señal de que se ha integrado bien en su cuerpo, dicen los investigadores.

Dado que los nervios están involucrados en una actividad, dijo Ortiz Catalán, también reduce significativamente el dolor fantasma. Su nivel de dolor fantasma bajó de 5 a 3, según el estudio, y el dolor del muñón desapareció por completo. Dijo que también ha podido dormir mejor.

“Esperamos que el dolor desaparezca”, dijo Ortiz Catalán.

La mano tiene un aspecto totalmente personalizable. En el caso de Karin, intencionalmente se parece a un robot para que pueda “mostrarse y no ocultarse”, dijo el Dr. Francesco Clemente, director general de Prensilia, la empresa que desarrolló la mano.

“Queríamos que los usuarios estuvieran orgullosos de lo que son, en lugar de avergonzarse de lo que se perdió”, dijo Celmente en un comunicado de prensa.

Ortiz Catalán dijo que este procedimiento se desarrolló en parte a partir de su tesis de posgrado y que estaba emocionado de ver que puede funcionar.

“Ha sido un largo viaje”, dijo.

Ahora espera perfeccionar la tecnología y hacerla más accesible. Actualmente, se encuentra en Ucrania, donde, según dijo, hay muchas más personas que podrían beneficiarse de una mano biónica.

“Todavía estamos lejos de la mano de Luke Skywalker”, dijo. “Todavía no estamos cerca de todas las funciones de una mano biológica, pero definitivamente hemos dado un paso adelante considerable”.

El Dr. Jorge González-Martínez , catedrático Stuart Niles Rowe de cirugía neurológica y vicepresidente del Departamento de Cirugía Neurológica de la Universidad de Pittsburgh, dijo que este es un “logro muy importante e impactante del grupo”.

González-Martínez, que no trabajó en esta investigación pero que tiene un equipo que desarrolla su propia mano biónica y otros proyectos robóticos para ayudar a los pacientes, dijo que es un momento emocionante para los rápidos avances en la tecnología biónica. Varios grupos en Estados Unidos y en el extranjero están buscando formas de crear estos puentes entre el sistema nervioso, el cuerpo y el cerebro que interactúan con máquinas que pueden restaurar la función de partes del cuerpo que ya no funcionan o que faltan.

“Creo que lo que muestra el artículo está bastante dentro del alcance, es absolutamente genial tener este dispositivo implantable en la mano que puede controlarlo y realizar lo que llamamos el movimiento de pellizco, una de las funciones más importantes de la mano humana. ”, dijo González Martínez.

Este movimiento mejora la calidad de vida, pero dijo que todavía es “muy rudimentario”.

“Este es un movimiento muy, muy simple que nos permite agarrar cosas, pero no nos brinda retroalimentación sensorial”, dijo González-Martínez.

En otras palabras, una mano humana tiene la capacidad de saber exactamente cuánta presión necesita para tomar una taza de café caliente en comparación con algo más pesado como una computadora portátil, que requiere más presión. El grupo de González-Martínez y otros equipos están trabajando para dotar a la mano biónica de mayor capacidad sensorial.

El siguiente obstáculo es también el gasto.

Los gobiernos han invertido en esta tecnología biónica, pero se necesitará más ayuda del sector privado para que esta tecnología sea ampliamente accesible, dijo Goznalez-Martínez.

Sin embargo, para la paciente de este estudio, su mano biónica –incluso con sus limitaciones– lo ha cambiado todo.

“Para mí, esta investigación ha significado mucho”, afirmó Karin en el comunicado de prensa. “Me ha dado una vida mejor”.