Proceso de réplica en plástico reciclado de las articulaciones de la mano para una prótesis low-cost

Abstract

El campo de las prótesis ha avanzado mucho en las últimas décadas. Cada vez se disponen de modelos más baratos, y la llegada de las impresoras 3D ha supuesto una revolución en el diseño y obtención de prótesis low-cost. Sin embargo, no todo el mundo tiene acceso a este tipo de tecnología, en especial en aquellas zonas con falta de recursos. Como alternativa a las tecnologías actuales, en este proyecto se ha diseñado una prótesis de mano y un método para fabricarla a partir de latas, tapones de plástico, cuerdas y gomas. Además, se han utilizado únicamente herramientas muy rudimentarias para que cualquier persona sea capaz de fabricarla. Esta prótesis está pensada para poder ser construida especialmente en países subdesarrollados o en campos de refugiados donde los recursos son escasos. La materia prima empleada para la elaboración de los moldes ha sido latas de aluminio de refresco. Una vez obtenidos los moldes se procede a rellenarlos con trozos de tapones de polietileno de alta densidad previamente cortados. El plástico se funde en el horno en sucesivas capas que deben ser prensadas para obtener una pieza compacta y homogénea. La unión de la prótesis se efectúa utilizando cuerdas elásticas y rígidas. Las cuerdas rígidas están atadas a los dedos para que al tirar de ellas se muevan a una posición de flexión y así poder agarrar objetos. Las cuerdas elásticas se encargan de devolver los dedos a la posición estirada y de mantenerlos en esta posición mientras no se efectúe ningún movimiento con la muñeca. La prótesis dispone de ranuras y agujeros por los que poder atravesar cuerdas para anclar correctamente el brazo del usuario.

The development of prosthesis over the last decades has been notorious. The uncomfortable, heavy and inefficient initial designs have led to more functional and optimised models, and the introduction of 3D printers has enabled to obtain working prototypes reducing costs significantly. Unfortunately, socioeconomic distinctions worldwide make it difficult for this technology to be available and a real possibility in some regions, especially in those lacking the most basic resources. As a means of providing an alternative to these revolutionary new technologies, this project looks to design and manufacture a hand prosthesis using basic and accessible materials, particularly aluminium cans, plastic bottle caps, ropes and elastic bands. In addition, the fabrication and assembly processes have been conceived so that only rudimentary tools are required, making the fabrication of the prosthetic device available worldwide, specifically in refugee camps where resources are scarce. The raw materials used to produce the moulds were aluminium soda cans. After having produced the moulds, they were filled with segments of High-Density Polyethylene (HDPE) bottle caps that had been previously cut into pieces, and then introduced in an electric oven in order to melt the plastic. The technique used in doing so was to add successive layers of plastic segments that were pressed to obtain compact and uniform parts. The final assembly of the model was produced mechanically using elastic bands and rigid strings, being the latter tied to the parts of the prosthesis that imitate the human fingers. By pulling from the strings, the fingers flex and can grasp objects. The purpose of the elastic bands is to reinstate the fingers’ initial stretched position, and to withhold them in this position. The prosthesis has slots and holes through which ropes can be traversed to properly anchor the user's arm.