Brazos mágicos

Un “exoesqueleto” impreso en 3D permite a una niña levantar los brazos y jugar

En cuanto Megan Lavelle vio el aparato, supo que iba a cambiar la vida de su hija. Lavelle es una madre enérgica e imparable cuya hija menor, Emma, nació con artrogriposis múltiple congénita (AMC). En una conferencia en Filadelfia para familias de pacientes de AMC, Lavelle escuchó hablar del Exoesqueleto Robótico Wilmington (WREX), un dispositivo asistencial fabricado a partir de barras metálicas con bisagras y bandas de resistencia. Este exoesqueleto permite a los niños con brazos subdesarrollados jugar, comer solos y dar abrazos.

La AMC es una enfermedad no progresiva que provoca rigidez en las articulaciones y músculos poco desarrollados. Emma nació con las piernas plegadas al nivel de las orejas y los hombros girados hacia dentro. “Solo podía mover el pulgar”, explica Lavelle. Inmediatamente, los médicos operaron y escayolaron las piernas de la niña. Emma volvió a casa con unos padres decididos a ofrecerle el mejor cuidado posible.

Los especialistas les advirtieron de que la enfermedad impediría a Emma vivir con normalidad. Se desarrollaba más lentamente que otros niños de su edad y paso gran parte de sus dos primeros años de vida escayolada o en el quirófano. La imposibilidad de ver a Emma jugar e interactuar con su entorno del mismo modo que había hecho su hermana mayor hizo que Lavelle se preguntara en silencio si las capacidades cognitivas de su hija también se verían afectadas.

Este dispositivo ortopédico personalizado permite a Emma comer, colorear y dar abrazos.

Decidida a crecer

Pero Emma progresó, de forma lenta pero continua. Conforme crecía y era capaz de moverse sin la ayuda de un andador, quedó claro que su mente estaba despierta y que su determinación iba pareja a la de su madre. A los dos años de edad seguía sin poder levantar los brazos y la pequeña quería más. “Se sentía muy frustrada cuando no podía jugar con cosas como los bloques de construcción”, explica Lavelle. Así que su madre sería sus brazos; para jugar con los bloques, para comer, para cepillarse los dientes.

Entonces llegó el WREX, con una demostración en la conferencia realizada por un paciente de AMC de ocho años que levantaba los brazos y los movía en cualquier dirección. Lavelle conoció a los presentadores, el doctor Tariq Rahman, responsable de ingeniería e investigación pediátrica, y Whitney Sample, diseñador investigador, ambos del hospital infantil Nemours/Alfred I. duPont de Wilmington, Delaware. Rahman y Sample habían trabajado durante años para hacer que el dispositivo fuera cada vez más pequeño, apto para pacientes cada vez más jóvenes. Fijado a una silla de ruedas, el sistema WREX funcionaba para niños de seis años de edad. Pero Emma tenía dos, además era pequeña para su edad y podía andar.

Un versión personalizada impresa en 3D del Exoesqueleto robótico Wilmington (WREX) permite a Emma utilizar los brazos a pesar de la artrogriposis.

En el taller de W. Sample, lleno de juguetes y herramientas, el equipo introdujo los bracitos de Emma en un pequeño sistema WREX de prueba montado sobre un soporte fijo. “Empezó a mover las manos y a jugar”, explica Sample. Megan le dio a Emma caramelos y juguetes y vio que se llevaba los brazos a la boca por primera vez.

Pequeñas recompensas


Compartir un momento tan especial con otra persona te toca la fibra sensible”.

Whitney Sample
ingeniero de diseño de investigación

Para que Emma pudiera llevar el WREX fuera del taller, Rahman y Sample tenían que reducir su tamaño y peso. Las piezas serían demasiado pequeñas y detalladas para poder fabricarlas con el sistema CNC del taller. Pero cerca del escritorio de Sample había una impresora 3D Stratasys que podía fabricar automáticamente objetos complejos a partir de diseños por ordenador, como una impresora de inyección de tinta, pero en tres dimensiones. Sample solía utilizarla para desarrollar sus ideas con modelos físicos, así que imprimió en 3D un prototipo de WREX en plástico ABS. La diferencia de peso le permitió fijar un dispositivo WREX adaptado al tamaño de Emma a un pequeño chaleco de plástico.

El WREX impreso en 3D resultó ser lo suficientemente resistente como para usarlo a diario. Emma lo lleva en casa, en la guardería y durante las sesiones de terapia ocupacional. Además, la flexibilidad de diseño de la impresión 3D permite a Sample mejorar continuamente el dispositivo asistencial, desarrollando ideas en CAD y construyéndolas el mismo día.

Ahora quince niños utilizan dispositivos WREX personalizados impresos en 3D. Para estos pequeños pacientes, explica Rahman, las ventajas van más allá de lo obvio. La falta de uso prolongada de los brazos puede condicionar a veces a los niños a un desarrollo limitado, lo que afecta a su desarrollo cognitivo y emocional. Los médicos y terapeutas están siguiendo de cerca a Emma para observar las ventajas de usar los brazos antes.

En su taller del laboratorio de investigación de ingeniería pediátrica de Nemours, Whitney Sample ha desarrollado e impreso en 3D dispositivos WREX personalizados para quince de sus pacientes más pequeños.

Las bandas de resistencia alivian la fuerza de la gravedad sobre los brazos, al igual que los muelles de una lámpara de brazo orientable la mantienen suspendida en el aire.

A Emma le encantaron las capacidades que el WREX le permitía desarrollar. “Cuando empezó a hablar, subíamos las escaleras [al taller de Sample] y le decíamos 'Emma, te vamos a poner el WREX'. Ella lo llamaba sus brazos mágicos”, comenta Lavelle.

La aprobación de la pequeña es una gran recompensa para su decidida madre y el dedicado equipo de investigadores. Sample afirma: "Formar parte de un momento tan especial para alguien te toca la fibra sensible".

Más información sobre el Hospital infantil Nemours/Alfred I. duPont, donde se desarrolló el WREX, en Nemours.org.