Artec Eva ayuda a crear prótesis asequibles para niños en Guatemala

Resumen: Una organización sin fines de lucro especializada en prótesis para niños, buscó una forma óptima de crear nuevos brazos, piernas, manos y pies, diseñados individualmente a un costo muy bajo y lo suficientemente duradero como para soportar las duras condiciones de la Guatemala rural.

El objetivo: utilizar un escáner 3D de mano para capturar digitalmente varias extremidades, procesar los escaneos, luego, diseñar modelos 3D personalizados de prótesis en Geomagic Freeform y Fusion 360, enviarlos a impresoras 3D y, finalmente, adaptarlos a los pacientes.

Herramientas utilizadas: Artec Eva, Geomagic Freeform, Fusion 360

En una aldea remota entre las selvas del norte de Guatemala, no lejos de las antiguas pirámides mayas, Yari estaba despertando a un nuevo día. Los sonidos de otros niños que salían de la escuela se repetían de casa en casa. Pronto estarían caminando por millas sobre caminos escarpados y llenos de rocas con enredaderas.

Estos niños fueron los afortunados. La mayoría de los niños de la aldea tienen que irse con sus padres a trabajar en las plantaciones de café, caña de azúcar o maíz, solo para que sus familias pudieran sobrevivir un mes más.

Yari

Pero en cuanto a Yari, su día no incluiría ni campos ni escuela; No ese día, no cualquier otro día. Debido a que Yari perdió una pierna por un cáncer a una temprana edad, y en su aldea, como en la mayoría de Guatemala, los niños discapacitados enfrentan una triste existencia. El punto culminante de su día es en la noche, cuando su madre agotada regresa del trabajo y salía a caminar con ella, donde Yari caminaba con sus muletas por el camino de tierra del pueblo.

Pasa el resto de sus horas de vigilia golpeando maíz y moliendo café, cortando leña en el suelo con un pequeño machete oxidado, o barriendo los pisos de su casa de bloques de cemento con paredes de barro, a menudo llenas de humo.

Esa era la única vida que Yari había conocido. Incluso si una pierna protésica hubiera estado disponible para ella, a $ 15,000 por una simple prótesis AK (por encima de la rodilla), con los ingresos de $ 50 a $ 70 mensuales de su familia, una pierna nueva era simplemente un sueño inalcanzable para ella.

En una región con una tasa de desempleo del 66%, donde la mitad de los niños menores de 5 años sufren de retraso en el crecimiento debido a la desnutrición, con la pobreza extrema como norma, los padres de Yari estaban haciendo todo lo posible para poner comida en la mesa y vivir para ver otro verano.

Típica Estufa de cocina en la Guatemala rural

Pero luego la familia de Yari se enteró de un centro médico rural gratuito llamado Hospital Shalom, en la lejana San Benito. Se rumoreaba que había una nueva clínica protésica que ayudaba a niños como Yari. Ese fue el día en que la vida de Yari cambió para siempre.

Hospital shalom

A lo largo de kilómetros de carreteras en mal estado, Yari y sus padres hicieron el largo viaje desde su aldea hasta el Hospital Shalom. Una vez que llegaron, fueron recibidos en la puerta y no tuvieron que esperar mucho antes de ser entrevistados y se evaluara a Yari. Apenas unas horas más tarde, estaba siendo equipada con una nueva pierna y dando los primeros pasos de su joven vida.

Yari y Meredith Wright

Desde ese día, la vida de Yari se ha llenado de esperanza. Ahora asiste a la escuela, y cuando crezca, en sus palabras: "Quiero ser maestra".

Tiene el apoyo de toda su familia y el todos en el Hospital Shalom, parece que nada puede detenerla.

Yari y su nueva pierna protésica

Yari y sus padres

El hospital Shalom fue iniciado por dos misioneros estadounidenses, Tim y Doris Spurrier, que, con sus dos hijos, subieron al coche y condujeron al sur de Ohio durante cinco días. Cuando llegaron a Guatemala, la familia supo que finalmente habían encontrado un "hogar". Han estado allí desde entonces.

Finalmente, decidieron abrir una clínica de prótesis en su pequeño hospital, y en 2006 invitaron a Brent Wright, un protésico certificado y un ortopédico certificado por la Junta, a visitarnos. Llegó y rápidamente organizó la clínica, la primera y única de su tipo en toda Guatemala.

Brent Wright, con una de sus creaciones

Años más tarde, en 2015, con la creciente necesidad de ayuda en la clínica, así como con nuevas ideas para poner las prótesis a disposición de los necesitados en más partes del mundo, Wright y otros lanzaron su organización sin fines de lucro, LifeNabled.

Pero volvamos al 2006 por un momento. Durante su primera visita a Guatemala, Wright vio de inmediato que los costosos dispositivos protésicos utilizados en los Estados Unidos no solo estaban fuera del alcance de los guatemaltecos, con precios que oscilaban entre $ 5,000 y $ 100,000 o más, sino que estos dispositivos simplemente no eran lo suficientemente duraderos para sobrevivir durante mucho tiempo en las condiciones extremas de la Guatemala rural. El alto calor y la humedad, combinados con el ambiente sucio, el impacto y el torque constante, hicieron mella en los dispositivos destinados a una forma de vida más amable y gentil.

Entonces, después de que Wright regresó a los EE. UU., Se sentó con Frank Hodges, propietario de SunStone Lab, un fabricante central, y juntos diseñaron una forma alternativa de hacer prótesis, en donde no serían simplemente asequibles, sino también personalizadas para cada pacientes de forma particular, así como lo suficientemente resistentes como para soportar casi cualquier cosa que el clima guatemalteco a menudo áspero y sus estilos de vida rurales podrían arrojarles.

Con el tiempo, refinaron los métodos y los materiales utilizados, y hoy pueden producir prótesis personalizadas y de larga duración a los siguientes costos: un pie ($ 50), una rodilla ($ 70), una prótesis BK (debajo de la rodilla) ($ 150 ), y una prótesis AK (por encima de la rodilla) ($ 300).

Y cuando se trata de imprimir en 3D un brazo, por ejemplo, el contraste en los costos es sorprendente: el costo tradicional de los materiales para hacer un brazo protésico está en el rango de $ 800- $ 1200, pero con impresión 3D, que comenzaron a hacer en 2016, "Podemos hacer un brazo por aproximadamente $ 4 en costos de materiales", dijo Wright.

Dos de las creaciones de LifeNabled

Uno de sus sueños es poner las prótesis al alcance de todos los necesitados en todo el mundo, especialmente en regiones desfavorecidas donde solo hay 1 o 2 especialistas en prótesis en todo el país.

Wright dijo que el momento es el adecuado para una revolución en prótesis. “Solo en los últimos 18 meses, los materiales de impresión 3D realmente pueden ser utilizados para prótesis eficaces y duraderas”.

Funcional, cómodo y con estilo

La fabricación tradicional de prótesis consiste en utilizar un molde de fibra de vidrio para crear un molde de yeso de la extremidad afectada de un paciente. A partir de ahí, el molde se lija y se ajusta, eliminando las imperfecciones, dándole a algunas partes más espacio, otras menos, ajuste fino para los puntos de tensión, etc.

Dando forma a un molde de yeso

Se emplean calibradores y reglas y otros métodos de medición y verificación. Después de este paso, una lámina de plástico de copolímero grueso se calienta en un horno hasta que se vuelve flexible. Luego se saca y se estira rápidamente sobre el molde de yeso.

A medida que el plástico se enfría, se tira hacia abajo y se sella al vacío a la forma exacta del molde. Esto es lo que se conoce como el “zócalo de prueba” y se usará para realizar ajustes y ajustes, en preparación para la fabricación del zócalo final, generalmente fabricado con fibra de carbono o un plástico similar.

Poniendo los toques finales a un molde de yeso

"Es una forma muy laboriosa de hacer prótesis", dijo Wright.

Nuevas prótesis a la espera de ajuste

La búsqueda de una mejor manera finalmente lo llevó al escaneo 3D, y con la ayuda experta de Bo Helmrich un distribuidor de Arte con Certificación Gold, Digitalize Designs, Wright fue presentado al escáner 3D de mano profesional, Artec Eva. Eva fue un gran avance para Wright y para la clínica, utilizada en una variedad de industrias, desde el cuidado de la salud hasta la ingeniería inversa, para capturar objetos digitalmente en color 3D de alta resolución.

Pero eso no significa que haya sido una solución inmediata para ellos. Wright cree en lograr los más altos niveles de precisión en su trabajo, especialmente con las prótesis más desafiantes.

Brent, Yari y Meredith

"El escaneo 3D es excelente para capturar la forma, pero no necesariamente hace un buen trabajo para capturar la forma bajo carga, o la estructura del tejido subyacente, por lo que sigo siendo un firme creyente en hacer un buen molde", continuó. , “Pero hemos desarrollado algunas técnicas para escanear el exterior o el interior de los moldes. Lo que hace que proporciona la anatomía subyacente y el volumen real de la extremidad del paciente bajo tensión ".

La nueva pierna de Carlito

Al referirse al escaneo 3D sin contacto, Wright dijo: "Cada vez que se realiza un escaneo directo de un paciente, estás adivinando dónde está la anatomía subyacente y cuál es el volumen real de la extremidad bajo carga ... y cuando se trata de Prótesis, preferiría no adivinar ".

Meredith y Jazmin

“Con Eva, el escáneo es increíble, pero el software, Artec Studio, es aún mejor. Después de sacar el yeso, lo corté en dos mitades. Con Eva, escaneo rápidamente ambas mitades, y luego en Studio, las vuelvo a unir en un modelo 3D de alta precisión. Esta forma, me ofrece lo mejor de ambos mundos, un escaneo 3D de precisión, combinado con la precisión de haber hecho un molde de la extremidad del paciente bajo carga. Por lo tanto, el modelo 3D final será correcto anatómicamente e incluirá las dimensiones de volumen adecuadas, que un escaneo sin contacto simplemente no es capaz de ".

En el hospital Shalom, encajando las nuevas prótesis

"Y Artec Eva escanea el interior de los moldes mejor que cualquier otro escáner que encontramos ... es el único escáner 3D que hace esto a la perfección", dijo Wright.

Para llegar a este punto de la versión del proceso de "escaneo 3D", en comparación con el método tradicional largo y laborioso de hacer prótesis, la secuencia completa consiste en hacer un molde de fibra de vidrio de la extremidad afectada del paciente, envolverla y marcarla adecuadamente. (para indicar protuberancias óseas, rótula, puntos de presión, etc.), esperar 3-4 minutos para que se seque, y luego cortarla y prepararla para escanear.

El escaneo se realiza directamente en Artec Studio, donde el objeto que se escanea aparece en la pantalla en tiempo real, por lo que puede ver de inmediato que, en solo unos segundos, ha escaneado todo el modelo desde arriba hacia abajo. A partir de ahí, simplemente alinee los escaneos en un modelo y luego expórtelo a otras aplicaciones, como softwares CAD / CAM.

“Acabo de exportar el modelo como un archivo OBJ a Geomagic Freeform, que es increíble para hacer el tipo de trabajo de diseño y modificación que necesito hacer. Lo uso con un dispositivo háptico, así que justo debajo de mi mano, puedo sentir todas las curvas y ondulaciones del objeto en sí. Me encanta ", dijo Wright.

También utiliza Fusion 360, para diseñar juntas y muchas características personalizadas de cada dispositivo. Si bien el método tradicional de creación de prótesis siempre tendrá su lugar, para LifeNabled, el escaneo 3D ha abierto una puerta que ha cambiado para siempre la forma en que funcionan y la velocidad y flexibilidad que obtienen.

“Lo bonito de hacer prótesis de esta manera, con Eva y luego con el procesamiento digital, es que puedo hacerlo en cualquier lugar, literalmente. Una vez que se realiza el escaneo y de forma rápida,  puedo incluso sentarme frente a la TV con mi ordenador portátil y hacer el resto del trabajo de diseño desde allí mismo ", dijo Wright.

Diseñando una nueva prótesis

"Y lo que esto significa en la clínica es que podemos tener el trabajo listo para que un paciente salga de allí en solo una hora".

Sin embargo, eso no significa que todo sea como a él le gustaría verlo. Todavía necesitan técnicos capacitados para hacer prótesis, que, aunque parezca fácil, en realidad es una profesión exigente. Un año de entrenamiento práctico combinado con un intenso trabajo de campo es lo mínimo para volverse funcional en prótesis. "Realmente es un trabajo práctico", dijo Wright, "Aquí hay mucho más que en un libro de texto".

"Pero luego, después de que hayan recibido capacitación y sepan lo que están haciendo, es difícil mantener a estas personas cerca, porque con este tipo de experiencia profesional, estarán en una demanda tan alta dondequiera que vayan, ya sea localmente o no, a otro país ... estas son habilidades muy buscadas que están aprendiendo".

Lo que significa que LifeNabled está constantemente necesitando voluntarios para venir a la clínica y ayudar, ya sea localmente o desde el extranjero. A medida que sus operaciones se expanden, también necesitan donaciones y materiales de organizaciones y personas.

Colocación de una prótesis de brazo

Desde 2006, Wright y su esposa Meredith han estado viajando a Guatemala dos veces al año y empacando todo lo que pueden guardar en sus maletas y bolsos de mano: Artec Eva, dos impresoras 3D (innovaciones de filamentos), un ordenador portátil de Alienware de alta potencia. , torres de aluminio para las piernas protésicas, filamentos de plástico para las impresoras 3D (CF PETG, PETG, policarbonato, etc.), rodillas protésicas, Niagara feet, fibra de vidrio para moldear, y mucho más.

Durante sus 6-7 días allí, junto con los demás en la clínica, ayudan a 40-50 pacientes, lo que incluye hacer nuevas prótesis, ajustes, reparaciones, etc. En total, eso significa 30-40 nuevas prótesis que se diseñan y se producen. Equipado, y saliendo de la clínica, dejan atrás piezas adicionales en la clínica para sus ayudantes de allí, para reparaciones menores según sea necesario.

A lo largo de los años, han proporcionado más de 400 prótesis a las personas amputadas en Guatemala. Muchos de sus pacientes han crecido y están en el umbral de la edad adulta. Una vez desesperados y con frecuencia sintiéndose inútiles y avergonzados o incluso maldecidos, estos mismos hombres y mujeres jóvenes hoy en día siguen activamente sus carreras como maestros y médicos, empresarios y trabajadores.

Verónica de camino al trabajo

Sus sueños se están convirtiendo en una realidad, que no es poca cosa en esta tierra empobrecida de junglas, volcanes y templos mayas en descomposición. Para ellos y sus familias, sus nuevos brazos y piernas les han traído nuevas esperanzas, una gran autoestima y nuevas vidas.

Los planes futuros de LifeNabled incluyen ofrecer cursos de impresión 3D basados en prótesis con certificación CE, así como crear un programa de capacitación que permita a las organizaciones adquirir las habilidades y la experiencia para poner prótesis a disposición de los necesitados en las regiones de todo el mundo. En última instancia, LifeNabled planea ofrecer tanto la formación completa como los componentes protésicos en todo el mundo, para que los amputados puedan recibir prótesis asequibles sin importar el ingreso o la distancia de las áreas metropolitanas.

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