PSYONIC lleva el diseño de prótesis al siglo XXI

El fundador y director ejecutivo de PSYONIC, el Dr. Aadeel Akhtar , tenía siete años cuando visitó Pakistán con sus padres y conoció por primera vez a una persona amputada. La niña era de su edad, pero no tenía acceso a la atención médica que él tenía.

"Esa fue la primera vez que conocí a alguien que tenía una diferencia en las extremidades. Tenía mi edad, vivía en la pobreza, le faltaba la pierna derecha y utilizaba la rama rota de un árbol como muleta". Aquella experiencia se quedó grabada en la mente del pequeño Aadeel. Le sirvió de inspiración para entrar en el campo médico y finalmente fundar PSYONIC en San Diego, California, en 2015. La misión: ayudar a desarrollar tecnologías biónicas avanzadas que sean asequibles para todos.

Las prótesis existen desde hace miles de años. Algunas prótesis en uso hoy en día fueron de hecho diseñadas durante la época de la Guerra Civil de Estados Unidos. Una de las principales dificultades en el diseño protésico es equilibrar la funcionalidad, la durabilidad y la accesibilidad. Los prototipos de investigación demuestran a menudo sus posibilidades, pero convertir esos prototipos en productos fiables y fabricables supone un desafío totalmente diferente. El fabricante de prótesis innovadoras y basadas en la investigación pasó precisamente por esa transición.

El dispositivo insignia de PSYONIC, la Ability Hand, necesitaba ir más allá de ser un concepto de laboratorio. Tenía que resistir los impactos, los movimientos repetitivos y la imprevisibilidad de la vida cotidiana, y mantener a la vez un movimiento preciso y una facilidad de reparación optimizada.

El prototipo inicial de la mano protésica de PSYONIC era funcional, pero estaba lejos de estar listo para la producción. "Hay que imaginar que el prototipo de Ability Hand en aquel momento era tres veces el tamaño de una mano humana normal", señala el Dr. Akhtar. Además, explica que el prototipo inicial era un lío y resultaba difícil de manejar, con cables que iban en todas direcciones, y que estaba conectado a placas de pruebas (es decir, una plataforma de creación de prototipos reutilizable sin soldaduras), fuentes de alimentación externas y, en última instancia, a un enchufe en la pared.

Para pasar de ese sistema inicial a un producto comercial, era necesario un refinamiento mecánico disciplinado. El equipo tuvo que garantizar la durabilidad estructural con un uso repetido. "Teníamos que asegurarnos de que los "huesos" de nuestros dedos pudieran durar 350 000 ciclos de flexión y extensión", señala el Dr. Akhtar. 

La resistencia a los impactos fue igualmente crítica. Según el Dr. Akhtar, "Los dedos son flexibles, así que puedo tomar la Ability Hand y aplastarla. Sobrevive al impacto". Además, señala, "La he dejado caer desde el tejado de mi casa, desde casi 10 metros, al suelo. La he pisado. La he metido en una secadora de ropa durante 10 minutos, ¡y ha sobrevivido!"

El requisito de ingeniería era claro: la Ability Hand tenía que soportar tanto tensiones internas repetitivas como fuerzas externas impredecibles.

Para cumplir con estas limitaciones, PSYONIC ha diseñado cada componente de la Ability Hand y sus componentes periféricos en SOLIDWORKS®. El Dr. Akhtar afirma: "Ahora, cada componente que diseñamos para la mano y todos los componentes periféricos, los hemos diseñado en SOLIDWORKS. Hemos pasado por miles de iteraciones". En estas iteraciones hemos incluido numerosos conceptos mecánicos. El equipo creó cientos de conceptos de diseño y numerosos prototipos impresos en 3D, muchos de los cuales no pasaron las pruebas iniciales.

El movimiento mecánico se ha evaluado con las herramientas de SOLIDWORKS Simulation. El Dr. Akhtar señala: "Hacemos gran parte de la simulación de las articulaciones mecánicas. Queremos asegurarnos de que la cinemática es correcta y de que el rango de movimiento se maximiza para que podamos obtener la máxima funcionalidad para nuestros usuarios".

El acceso anticipado a herramientas de diseño profesional desempeñó un papel fundamental en el lanzamiento de PSYONIC. El Dr. Akhtar señala que el programa SOLIDWORKS for Startups fue fundamental para permitir que el equipo se pusiera en marcha como una startup autofinanciada.

La durabilidad de la ingeniería es solo una parte de la comercialización. La facilidad de reparación clínica también es importante. Según Dale Demasi, director de marketing creativo de PSYONIC, "Si algo le sucede a un dedo [de la Ability Hand], se puede sustituir en 10 minutos quitando solo tres tornillos".

El enfoque de diseño modular de la Ability Hand reduce el tiempo de inactividad y simplifica el mantenimiento sin necesidad de sustituir el dispositivo por completo. Dale nos explica con más detalle las ventajas prácticas: "No hay que esperar semanas o meses para que reparen la mano. La pueden reparar en la clínica mientras el usuario espera".