Diseño y construcción de una prótesis ergonómica de antebrazo y mano derecha por medio de tecnologías de escaneo 3D, modelado CAD e impresión 3D

La presente propuesta tecnológica propuso fomentar la vinculación de la academia con la sociedad, con el diseño y construcción de una prótesis ergonómica de antebrazo y mano derecha por medio de tecnologías de escaneo 3D, modelado CAD e impresión 3D, para un caso real de estudio suscitado en el IESS (Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social) de la ciudad de Latacunga, provincia de Cotopaxi. Por medio de un análisis antropométrico del paciente se obtuvieron las dimensiones de la prótesis; por medio del escaneado 3D se obtuvo el modelo tridimensional del muñón; con el modelado CAD se diseñaron falanges, palma de la mano, antebrazo y acople que conforman la prótesis; finalmente la impresión 3D de cada componente constituyen la metodología de diseño y construcción del presente proyecto. El sistema mecánico de la prótesis está compuesto por servomotores cuyo movimiento se comunica a los dedos de la mano mediante hilos conductores de nylon debido a su alta resistencia a la tracción, su costo moderado y la elasticidad que posee. La prótesis obtenida es funcional con 15 grados de libertad para los dedos y muñeca que simulan el movimiento de una articulación normal; es estética con una textura lisa y el color piel que se asemeja a las características del ser humano; es ergonómica porque se ajusta a las dimensiones antropométricas de la paciente (longitud: 32 cm y diámetro muñón: 22 cm) y posee un peso de prótesis total de (492,54 gramos); es estable y se ajusta perfectamente al muñón debido al acople con correas de sujeción que posee; no es hermética por lo que se recomienda no sumergirle en líquidos; está construida a base de una material biodegradable (PLA) por lo que no es tóxica para la salud del paciente, el análisis estático realizado me permite trabajar en sujeciones a pesos de 12 libras en agarre y transporte. Previa a la utilización de la prótesis se recomienda adiestrar al paciente sobre el uso adecuado de la misma empleando el manual de usuario elaborado.The present technological proposal suggested promoting the association of the academy and society, with the design and construction of an ergonomic prosthesis of forearm and right hand through technologies of 3D scanning, CAD modeling and 3D printing, for a real case study at the IESS (Ecuadorian Social Security Institute) in the city of Latacunga, Cotopaxi province. The dimensions of the prosthesis were obtained by means of an anthropometric analysis of the patient; the 3D model of the stump was acquired by scanning 3D, the CAD modeling was used to design phalanges, palm of the hand, forearm and coupling that make up the prosthesis; Finally, the 3D printing of each component constitutes the design and construction methodology of the present project. The mechanical system of the prosthesis is composed of servomotors whose movement is communicated to the fingers of the hand by means of nylon conductive wires due to its high tensile strength, moderate cost and the elasticity that it possesses. The prosthesis obtained is functional with 15 degrees of freedom for the fingers and wrist that simulate the movement of a normal joint; it is aesthetic with a smooth texture and skin color that resembles the characteristics of the human being; is ergonomic because it fits the patient’s anthropometric dimensions (length: 32 cm and stump diameter: 22 cm) and has a total prosthesis weight of (492, 54 grams); it is secure and fits perfectly to the stump due to the coupling with fastening straps that it has; it is not hermetic so it is recommended not to submerge it in liquids; it is built on a biodegradable material (PLA) so it is not toxic to the patient’s health, the static analysis performed allowed to work on fasteners to 12 pounds in grip and transport. Before the employment of the prosthesis, it is recommended to train the patient on the proper use of it through the prepared user manual