Brazos mágicos

"Exoesqueleto" impreso en 3D permite a una niña pequeña alzar sus 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 las familias de AMC, Lavelle supo acerca del Exoesqueleto robótico Wilmington (WREX), un dispositivo asistente hecho de barras de metal con bisagras y bandas de resistencia. Permite a los niños con brazos subdesarrollados jugar, alimentarse por sí mismos y abrazar.

AMC es una enfermedad no progresiva que causa articulaciones rígidas y músculos muy subdesarrollados. Emma nació con las piernas plegadas a la altura de las orejas y los hombros girados hacia adentro. “Solo podía mover el pulgar”, explica Lavelle. Los médicos operaron de inmediato las piernas de la niña y las enyesaron. La bebé se fue a casa con padres determinados a brindarle el mejor cuidado posible.

Los expertos médicos advirtieron que el AMC impediría a Emma experimentar cualquier tipo de normalidad. Se desarrolló más lento que un niño normal y pasó mucho tiempo de sus dos primeros años en encastre o en cirugías. Sin poder ver a Emma jugar e interactuar con su entorno de la manera en que su hija mayor lo había hecho, Lavelle se preguntaba en privado si la habilidad cognitiva de Emma sufriría dificultades también.

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

Determinada a crecer

Pero Emma progresó, de manera lenta pero segura. Cuando creció y fue capaz de moverse sin la ayuda de un andador, se hizo evidente que su mente era aguda y su determinación igual a la de su madre. A los dos años, aún no podía levantar sus brazos y la pequeña niña quería más. "Se frustraba mucho cuando no podía jugar con cosas como bloques", dice Lavelle. Así es que la mamá movía los brazos por Emma: para jugar con los bloques, comer, cepillarle los dientes.

Luego llegó WREX, demostrado en la conferencia por un paciente con AMC de ocho años que levantaba sus brazos y los movía en todas direcciones. Lavelle se reunió con los presentadores, Tariq Rahman, Ph.D, jefe de ingeniería e investigación pediátrica, y Whitney Sample, diseñador de investigación, ambos del Hospital para niños Nemours/Alfred I. duPont de Wilmington, Delaware. Rahman y Sample habían trabajado por años para hacer que el dispositivo fuera cada vez más pequeño, para servir a pacientes cada vez menores. Integrado con una silla de ruedas, el WREX funcionaba para niños incluso de seis años. Pero Emma tenía dos, era pequeña para su edad y podía caminar libremente.

Una versión personalizada impresa en 3D del exoesqueleto robótico de Wilmington (WREX) permite que la pequeña Emma utilice sus brazos a pesar de la artrogriposis.

En el taller de Sample, lleno de herramientas y juguetes, el equipo sujetó los pequeños brazos de Emma con correas a un WREX de prueba pequeño, pero extraño, unido a un soporte estático. "Ella comenzó a mover sus brazos y a jugar", dice Sample. Megan le llevó a Emma juguetes y dulces y la vio levantar sus brazos hacia su boca por primera vez.

Pequeñas recompensas


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

Whitney Sample,
ingeniero de diseño de investigación

Para que Emma usara el WREX fuera del taller, Rahman y Sample tuvieron que disminuir su tamaño y peso. Las piezas serían demasiado pequeñas e intrincadas para que las fabricara el sistema CNC del taller. Pero murmurando cerca del escritorio de Sample había una impresora 3D Stratasys, que puede construir objetos complejos de manera automática a partir de diseños de computadora, como una impresora de inyección de tinta, pero en tres dimensiones. Sample la usaba a menudo para elaborar ideas con modelos físicos, así que imprimió en 3D un WREX prototipo en plástico ABS. La diferencia en el peso permitió a Sample unir el WREX para el tamaño de Emma a un pequeño chaleco plástico.

El WREX impreso en 3D resultó ser lo suficientemente duradero para el uso cotidiano. Emma lo usa en casa, en el jardín de infantes y durante la terapia ocupacional. Y la flexibilidad del diseño de la impresión 3D permite que Sample mejore de manera continua el dispositivo de asistencia, al trabajar ideas en CAD y luego construirlas el mismo día.

Ahora, quince niños usan dispositivos WREX personalizados impresos en 3D. Para estos pequeños pacientes, explica Rahman, los beneficios pueden extenderse más allá de los evidentes. No usar los brazos por periodos prolongados a veces puede condicionar a los niños a un desarrollo limitado, lo que afecta el crecimiento cognitivo y emocional. Los doctores y terapeutas observan a Emma de cerca para descubrir los beneficios de un uso temprano de los brazos.

En su taller del laboratorio de investigación de ingeniería pediátrica de Nemours, Whitney Sample desarrolló e imprimió en 3D dispositivos WREX personalizados para 15 de sus pacientes más pequeños.

Las bandas de resistencia alivian la fuerza de la gravedad en los brazos, al igual que los resortes de un brazo basculante lo mantienen suspendido en el aire.

Emma quedó encantada rápidamente con las habilidades que WREX despertó en ella. "Cuando comenzó a expresarse, íbamos para arriba [al taller de Sample] y decíamos: 'Emma, vamos a ponerte el WREX'. Y ella los llamó sus brazos mágicos”, dice Lavelle.

La aprobación de la pequeña es una recompensa justa para su madre determinada y los investigadores dedicados. Sample dice: “Compartir un momento tan especial para otra persona te toca la fibra sensible”.

Obtenga más información acerca del Hospital para niños Nemours/Alfred I. duPont, donde se desarrolló WREX, en Nemours.org.