Si se celebrara una Olimpiada de animales contra seres humanos, seguramente perderíamos. ¿Y contra seres humanos biónicos? Todavía no lo sabemos.

Pero el primer paso ya ha sido celebrar la primera olimpiada de atlestas biónicos. Tuvo lugar el 8 de octubre de 2016.

Olimpiada biónica

El Instituto Federal de Tecnología de Zúrich, en Suiza, es el organismo que acogió la primera edición de la Cybathlon, la única competición dirigida a personas que usan prótesis biónicas de propulsión asistida.

Algunos usaron miembros robóticos, exoesqueletos y sillas de ruedas eléctricas. Otros desarrollaron tecnología para estimular músculos paralizados, lo que les permitía correr en bicicletas reclinadas.

En esta competición se celebraron carreras en las que había que realizar todo tipo de actividades, desde hacer la colada a superar obstáculos. Participaron 66 equipos y 400 competidores de distintos países.

A diferencia de los Juegos Paralímpicos, los participantes en la Cybathlon emplean prótesis motorizadas.

"El Cybathlon es mucho más que entretenimiento, es algo que nos recuerda la importancia de desarrollar aparatos de asistencia para gente con discapacidad", destacó hoy en Washington Robert Riener , jefe del Departamento de Ciencias de la Salud y Tecnología de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (Alemania).

La biónica es la aplicación de soluciones biológicas a la técnica de los sistemas de arquitectura, diseño, ingeniería y tecnología moderna. Etimológicamente, la palabra viene del griego "bios"; que significa vida y el sufijo "´-ico" que significa "relativo a".

Entre los siglox X-VIII a.C. se usaban prótesis de cuero y madera en sustitución de uno de los dedos de los pies. Las prótesis mejoraron espectacularmente en 1540, cuando el cirujano francés Ambroise Paré creó la mano mecánica "Le Petit orrain".

En 2008, Touch Bionics ya lanzaba la mano i-limb, la primera mano biónica disponible comercialmente. Sin embargo, todavía no se había concebido ninguna inspirada en un videojuego.

Deus Ex

Creada en 2016, el llamado "brazo Jensen", de la empresa Open Bionics, es la primera extremidad artificial funcional basada en un videojuego, concretamente del Deus Ex (es la que lleva Adam Jensen).

Propiedad del jugador de videojuegos Daniel Melville, de Reino Unido, es paradigmático que la extremidad se inspire en este videojuego, pues éste está ambientado en una era futurista transhumana.

Para la fabricación de este miembro impreso en 3D fue necesario alrededor de un mes, desde su diseño hasta el momento que ya podía usarse.

Una dificultad para caminar causada por parálisis cerebral, la llamada marcha agachada, ha sido superada en niños gracias a una prótesis desarrollada por un equipo de científicos de la Universidad del Norte Arizona.

Exoesqueleto

La prótesis es un exoesqueleto que ha permitido que todos los niños que lo han probado hayan sido capaces de andar sin ayuda externa, y un 78% lo ha logrado el primer día.

Los resultados obtenidos son una prueba más de la efectividad de las prótesis externas para mejorar la motricidad de las personas discapacitadas. La prótesis cambia la postura de los niños mediante ráfagas de extensión de las rodillas durante la caminata, así, los músculos extensores de esta parte del cuerpo se mantienen activos mientras llevan acoplado el aparato.

La investigación sobre este nuevo dispositivo ha sido publicada en la revista Science Translational Medicine.

En España, aproximadamente 120.000 personas sufren parálisis cerebral. Este trastorno (provocado por lesiones cerebrales entre el periodo fetal y los 3 años) es la causa más frecuente de discapacidad motora en la infancia, y en numerosas ocasiones impide caminar.

Un equipo de investigadores ha diseñado una manera de usar los nanotubos de carbono para construir un sistema híbrido que, a partir de elementos biológicos y sintéticos, podría permitir restablecer las conexiones entre las células nerviosas en tejidos dañados.

Los nanotubos de carbono son diminutas estructuras cilíndricas, compuestas por una red de átomos de ese elemento dispuestos en forma hexagonal, no solo son sumamente duras y flexibles, sino que conducen muy bien el calor y la electricidad.

Nanotubos

El grupo multidisciplinar de científicos de diversas instituciones (entre ellas del Centro de Investigación Cooperativa en Biomateriales, CIC biomaGUNE, y la Fundación Vasca para la Ciencia) que ha sido el responsable de realizar este estudio con nanotubos que puede regular la formación de sinapsis, la región en la que se transmite la información entre las neuronas, y modular ciertos mecanismos biológicos, como el crecimiento neuronal ha publicado sus conclusiones en la revista Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine.

Los nanomateriales serían algo así como un puente artificial entre gurpos de neuronas que obraría como prótesis neuronal con dos funciones: por una parte, servirían como andamiaje para las células; por otra, como un interfaz que favorecería las comunicaciones.

Naturalmente, éste es solo un paso previo a la investigación sobre los efectos a largo plazo de esta clase de prótesis.

La ingeniería biónica abarca varias disciplinas con el objetivo de concatenar (hacer trabajar juntos) sistemas biológicos y electrónicos, por ejemplo para crear prótesis activadas por los robots controlados por una señal biológica. Ya disponemos de manos protésicas controladas por el cerebro, incluso de piel biónica.

Pero ¿existen ya las prótesis cerebrales biónicas?

Biónica cerebral

El hipocampo es la parte del cerebro que configura y almacena los recuerdos a largo plazo. Theodore Berger desarrolló en 2011, en colaboración con Sam Deadwyler y Robert Hampson, del Wake Forest Baptist Medical Center de Carolina del Norte, Estados Unidos, la primera prótesis de hipocampo biónica activo en ratas vivas.

La prótesis usa electrodos para registrar la información entrante y la saliente del haz de nervios de un hipocampo dañado. La entrante se analizó mediante un procesador externo y, a continuación, se generaron respuestas adecuadas para estimular un patrón saliente. Así se imitaba el modo en que funciona el hipocampo sano.

En 2013, la prótesis se probó con éxito en primates, pero, aunque aún no se ha probado con humanos, constituye un avance hacia la posibilidad de reparar cerebros dañados por enfermedades como el Alzheimer. Un implante de memoria puede sonar como algo inverosímil, pero Berger señala otros éxitos recientes dentro de las neuroprótesis. Los implantes cocleares ayudan hoy día a más de 200.000 personas sordas a oír al convertir el sonido en señales eléctricas que se envían al nervio auditivo.

El movimiento pasivo de la falange de la mano, es decir, que se realiza sin ejercer ningún tipo de esfuerzo, ahora ya puede ser facilitado gracias a esta prótesis personalizada e impresa en 3D que ha sido desarrollada por investigadores de la Universidad de Málaga (UMA).

El desarrollo ha sido publicado en la revista científica Mechanism and Machine Theory.

Actualmente, ya disponemos de una gama amplia de exoesqueletos con aplicaciones médicas pero acarrean sistemas de control complejos y conllevan un elevado coste económico.

Pero, como explican a la Fundación Descubre dos de los investigadores implicados en el proyecto, Alex Bataller y Juan Antonio Cabrera, del Área de de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Málaga, este exoesqueleto se podría adquirir fácilmente si la persona que lo solicita dispone de una máquina 3D, aunque se encuentre en un lugar remoto o de difícil acceso. Además se elabora un vídeo que permite captar exactamente la movilidad de los huesos del esqueleto de la mano. Con toda la información crean los prototipos virtuales que permitirán fabricar las prótesis a medida.

Financiado con fondos propios de la Universidad de Málaga, la fase siguiente a este trabajo de investigación sería llevar a cabo un ensayo clínico y probar el dispositivo con pacientes en el que los médicos puedan hacer un seguimiento personalizado.

Vía | Sinc

El ámbito de las prótesis biónicas está creciendo a una velocidad imparable, hasta el punto de que la mano biónica que podéis ver en el vídeo que encabeza esta entrada ya ha sido creada por alumnos de sexto de primaria para una de sus compañeras de clase.

En concreto, la mano es obra de dos estudiantes de sexto de primaria de la escuela El Turó de Montcada i Reixac, en Barcelona. El coordinador de la clase de Informática de la escuela, Nacho Gálvez, es el responsable de proyecto.

Los alumnos utilizaron una impresora 3D para reconstruir la extremidad siguiendo la forma y tamaño de la mano izquierda de la compañera que la necesitaba.

Para llevarlo a cabo, utilizaron un prototipo de prótesis que encontraron en la plataforma sin ánimo de lucro Creative Commons.

Vía | Sinc

Cortesía del programa Revolución Protésica de Darpa, en colaboración con el Departamento de Veteranos de guerra, en el vídeo que encabeza esta entrada podemos ver a un hombre que escala paredes de roca artificial con la ayuda inestimable de un brazo artificial controlado con la mente.

La prótesis Deka, también apodada "Luke" (por la prótesis que debe llevar Luke Skywalker después de su Darth Vader le cercene limpiamente el brazo con su sable láser) es una de las más avanzadas jamás. Dispone de sensores para ajustar la fuerza precisa según el caso, hasta el punto de poder coger un huevo con delicadeza sin romper la cáscara. O incluso tomar una botella de plástico.

El brazo Deka tiene un tamaño y peso similar al de esta extremidad "real", y funciona con baterías. Ha sido probado en 36 pacientes con un 90% de éxito en el sentido de que los participantes admitieron que les permitía actividades que hasta ahora no podían realizar de forma correcta. Para hacerla aún más real la prótesis pesa lo mismo que un brazo adulto, y su diseño es modular, por lo que puede ser equipado para dar cabida a muchas necesidades diferentes. Por ejemplo, para la pérdida de la extremidad cuando se produce en la articulación del hombro, en la parte media-superior del brazo o en la parte media inferior. Pero la prótesis no se puede configurar para la pérdida del miembro en el codo o la articulación de la muñeca.

El control de la prótesis se realiza con los nervios de los músculos de la extremidad que no ha sido dañada, reimplantados en los músculos del pecho (u otros músculos próximos a la prótesis) y los movimientos de la prótesis se controlan con la mente.

Vía | Microsiervos

Imaginaos tener una mano biónica por solo 1.000 euros. Eso es lo que aspira a conseguir Youbionic con el desarrollo de esta mano biónica funcional utilizando la impresión 3D y componentes de Arduino. Aunque todavía está en fase de prototipo, la compañía dice que su investigación dará lugar a una prótesis de mano que cueste una décima parte o menos que otros modelos en el mercado, como i-Limb o bebionic myoelectric hand.

Su desarrollador, Federico Ciccarese, señala que toda la mano se puede hacer en una sola pieza y una copia de impresión, por lo que no necesitará ser montado después. Naturalmente serán manos biónicas más sencillas que las punteras que ahora se desarrollan, pero su punto fuerte reside en su bajo coste y en la flexibilidad en la personalización.

Youbionic no es la única iniciativa para democratizar las extremidades biónicas, y que El hombre de los seis millones de dólares esté más cerca que nunca. Un ingeniero de General Electric está desarrollando un kit DIY (Do It Yourself) de una mano biónica en torno a la impresión en 3D, mientras que el Movimiento Maker está centrado en el e-nable, que reúne a una red de voluntarios para diseñar y crear manos protésicas básicas para ponerlas a disposición de los necesitados de forma gratuita.

Vía | Gizmag

En los últimos años hemos visto un increíble incremento de las impresoras 3D. Las aplicaciones son innumerables, desde ingeniería, arquitectura, mecánica y últimamente cada vez más en medicina. Ahora los avances en impresión se centran en la creación de ojos artificiales, cráneos de plástico o la impresión completa de un cuerpo humano en 3D.

La aparición de tintas orgánicas y materiales termoplásticos biológicos ha permitido la impresión de diferentes partes del cuerpo humano mediante el uso de impresoras 3D.

Recientemente asistimos a la noticia de que médicos holandeses habían reemplazado casi la totalidad del cráneo de una paciente por una versión del mismo impreso en un material plástico biológico.

Otras partes del cuerpo humano como los ojos podrían ser pronto impresas mediante la tecnología 3D. Por ejemplo, se podría producir una copia de cada ojo con la única diferencia de una pequeña variación en el color del iris.

En otro sentido los escáneres faciales en 3D, también podrían ser empleados para la producción de prótesis faciales, utilizando polvo de almidón y silicona para producir réplicas de piezas faciales muy similares a una nariz o una oreja. Los beneficios serían increíbles al no tener que realizar moldes de la cara del paciente. En su lugar simplemente se escanearía la cara, resultando muchísimo más fácil.

Incluso una oreja podría ser reproducida mediante la impresión de un molde en 3D, utilizando geles y tintas con células vivas. Los productos de impresión son inyectados en células de bóvidos o en colágeno de rata. Posteriormente se incuban hasta que estén listos para posteriormente trasplantarlos a humanos.

¿Piel sintética?, la tinta sintética usada compuesta por enzimas y colágeno, una vez impresa se puede acomodar a las células de la piel en un injerto. La idea emplear estos cultivos celulares en zonas remotas devastadas por la guerra.

Incluso una prótesis entera de una mano. La posibilidad de imprimir completamente una mano también es posible, mediante la combinación del polímero polilactida con aluminio y acero inoxidable para crear un dedo biónico.

Actualmente el campo más consolidado en laimpresión 3D es la producción de prótesis óseas. En 2011 investigadores de la Universidad Estatal de Washington anunciaron que habían impreso una estructura similar a un hueso que actúa como un andamio para facilitar el crecimiento de nuevas células óseas. La esperanza imprimir injertos personalizados para su futuro uso en pacientes con fracturas óseas.

Vía | CNN