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Revista chilena de pediatría

versión impresa ISSN 0370-4106

Rev. chil. pediatr. vol.91 no.3 Santiago jun. 2020

http://dx.doi.org/10.32641/rchped.v91i3.1415 

CASOS CLÍNICOS

Funcionalidad de prótesis de mano impresa en 3D en adolescentes con amputación congénita parcial de mano: Una serie de casos

Jacqueline Dote1 

Paula Nahuelhual2  3 

Rodrigo Cubillos4 

Gabriel Fuentes4 

Jorge Zuniga5  6 

1 Laboratorio de Órtesis y Prótesis, Teletón Chile, Santiago, Chile.

2 Subdirección de Investigación, Teletón Chile, Santiago, Chile.

3 Facultad de Medicina, Universidad del Desarrollo, Clínica Alemana, Santiago, Chile.

4 Unidad de Tecnología Asistiva, Teletón Chile, Santiago, Chile.

5 University of Nebraska Omaha, Department of Biomechnics, USA.

6 Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad Autónoma de Chile, Chile.

Resumen:

Objetivo:

Describir el efecto de la prótesis impresa en 3D Cyborg Beast en la funcionalidad de miembros superiores (MMSS) en adolescentes con amputación congénita parcial de mano.

Casos Clínicos:

Se seleccionaron 5 pacientes entre 12 y 17 años con amputación congénita parcial de mano en el Instituto Teletón Santiago. Los pacientes fueron entrenados en el uso de la prótesis por 4 sesiones. Se evaluó la función basal (sin prótesis), al mes y los 4 meses de uso de la prótesis con la pauta Bilan 400 points modificada y la percepción de funcionalidad de MMSS sin y con prótesis con la “Upper Extremity Function Index (UEFI)”. Al mes y 4 meses de uso, el porcentaje de cambio para funcionalidad de mano fue de -11% y -4% para la extremidad no afectada y de -9% y -2% para la afectada. El porcentaje de cambio para la percepción de funcionalidad de MMSS fue de -62%.

Conclusiones:

El uso de la prótesis de mano Cyborg Beast no fue una solución funcional para los

5 pacientes incluidos en este estudio. Futuras investigaciones son necesarias para poder mejorar la funcionalidad de estos diseños de prótesis impresa en tecnología 3D.

Palabras clave: Prótesis impresa en 3D; Deficiencia congénita; función de extremidad superior

¿Qué se sabe del tema que trata este estudio?

Existen varios modelos de prótesis de mano, disponibles para im presión 3D gratuita, con poca información objetiva que permita conocer si realmente otorgan respuesta a las necesidades y/o expectativas expresadas por los usuarios para optimizar su funcionalidad, actividad y participación.

¿Qué aporta este estudio a lo ya conocido?

Este aporte se centra en describir cuantitativamente la funcionali dad, en usuarios del modelo de mano Cyborg Beast. No existen es tudios previos que describan outcomes funcionales en adolescentes.

Introducción

Las amputaciones congénitas de extremidad supe rior, son alteraciones que se producen durante la etapa gestación, en la etapa de embriogénesis1, afectando el desarrollo y crecimiento de las extremidades superio res, ya sea parciales o completas, siendo la completa la ausencia del miembro superior y las parciales, aquellas en las que existe un segmento remanente de la extremidad2. Algunas de ellas se presentan en el contexto de síndrome y pueden asociarse a otras deficiencias orgá nicas corporales3.

Debido a la falta de un sistema mandatorio de re gistro, es difícil estimar la prevalencia precisa de este tipo de malformaciones. Estudios epidemiológicos publicados en Australia, Finlandia y Canadá han esti mado la incidencia global de anomalías en las extremi dades superiores como entre 3,4 y 5,3 x 10.000 nacidos vivos4,5,6.

En el caso particular de las malformaciones de ma nos, se han descrito una gran variedad de presentaciones3 que pueden afectar a uno varios dedos, parcial de carpo, duplicaciones y sobrecrecimiento.

Actualmente, existe una diversidad de tipos de prótesis de extremidad superior, ya sean pasivas o activas7,8. El contar con uno de estos dispositivos de pende de diversos factores, tales como: acceso a contar con prótesis, tipo de prótesis, tipo de muñón, factores socioeconómicos, preferencias del niño y su familia9. En general la aceptación de las prótesis en niños que son portadores de deficiencias transversales, 1/3 o 2/3 bajo codo, tiene buena adherencia al uso de sus próte sis mecánicas10. En lo que se refiere al uso de prótesis mioeléctricas, el alto costo, hace que sean poco acce sibles y además se ha visto que limitan las actividades de los niños, por lo delicado de su cuidado, lo que les impide su uso en actividades cotidianas11.

Para los pacientes con amputaciones parciales de mano, existen soluciones y tratamientos quirúrgicos, cuyo objetivo final es poder dotar al niño de una mejor funcionalidad, para la prensión y agarre de objetos, lo cual implica muchas cirugías durante su vida3,12,13, en su resultado influye el número de dedos remanentes funcionales y la localización de éstos en la mano12. En los pacientes en que existe conservación de la función de flexo-extensión de muñeca, con sensibilidad con servada a distal, no es frecuente el uso de prótesis, ya que dado el tratamiento quirúrgico y de rehabilitación asociado, incorporan su extremidad en mayor o menor forma a sus actividades funcionales. Paralelamente, si bien existen soluciones ortoprotésicas, algunas de ellas sirven para realizar sus actividades de la vida diaria y otras son sólo cosméticas, en general no existe buena adherencia a su uso, prefiriendo el uso de la extremi dad libre9,14.

En el área de las órtesis y prótesis, la introducción de la impresión 3D para su fabricación, ha significado nuevas propuestas en relación a disminución de cos tos, mejor accesibilidad y personalización de diseños. La masificación de impresión 3D junto a la existencia de diseños disponibles en la web, permite que personas de diferentes disciplinas se interesen por desarrollar su propios productos15.

Dentro de los modelos que han sido desarrolla dos, la prótesis de mano Cyborg Beast (Figura 1)16 se caracteriza por ser de bajo costo y de fácil fabricación. La prótesis para su diseño requiere mínimas medidas antropométricas de la extremidad superior, para un apropiado escalamiento y ajuste. Previas publicaciones17,18 han sugerido que este diseño podría tener un potencial impacto positivo en la funcionalidad en la vida diaria, adicionalmente, no se reportaron efectos adversos asociados a su uso. El uso de las prótesis de mano impresas en 3D, ha sido muy difundida, sin em bargo no existen estudios que evalúen su impacto en la funcionalidad específica en miembros superiores en los pacientes15. Es por ello que la presente investigación tiene por objetivo describir el efecto en la funcionali dad de MMSS del uso de la prótesis Cyborg Beast, en un grupo de pacientes del Instituto Teletón Santiago con amputación congénita parcial de mano.

Figura 1 Prótesis Cyborg Beast. 

Casos Clínicos

Participantes

La selección de pacientes para este estudio se reali zó en el Instituto Teletón Santiago (Chile), que es una de las principales instituciones que realiza rehabilita ción de niños y jóvenes portadores de condiciones de salud de origen congénito o adquirido, que ocasionan discapacidad física. Se consideraron todos aquellos pacientes con amputación parcial de mano congéni ta (izquierda o derecha) de 12 a 17 años de edad, que tuviesen carpo remanente y un rango mínimo de flexo-extensión de muñeca de 20°. La identificación de pacientes potencialmente elegibles se realizó a través de la revisión de la base de datos de pacientes activos del Instituto Teletón Santiago, filtrado por patología y edad. Las características de los participantes se detallan en la (Tabla 1).

Tabla 1 Características de los participantes. 

Evaluaciones

Para evaluar la función de miembros superiores se aplicó la Pauta Bilan 400 points modificada19, antes de la entrega de la prótesis, al mes y a los 4 meses de uso. Ésta pauta se adaptó para su uso en población infantil. Cuantifica el grado de utilización de una mano lesio nada, midiendo movilidad manual, fuerza de pren sión, prensión mono manual, desplazamiento de ob jetos y función bimanual, aspectos que en su conjunto entregan un índice global y un indicador significativo de la funcionalidad de la mano.

Además se aplicó la pauta Upper Extremity Functional Index (UEFI)20 para evaluar la funcionali dad percibida de MMSS antes del uso de la prótesis y a los 4 meses de estar usando la prótesis. Esta autoevaluación, el usuario califica 20 actividades de la vida dia ria realizadas con miembros superiores y las califican dependiendo el nivel de independencia. El puntaje fi nal se traduce en el porcentaje de independencia total.

Por otro lado, se realizó una descripción cualitati va de las experiencias de los pacientes y sus cuidadores principales21.

Protocolo

A los participantes seleccionados para este estudio se les hizo una evaluación basal de la funcionalidad objetiva y percibida de MMSS, junto a la toma de las medidas antropométricas necesarias para la confección de la prótesis. Una vez entregada la prótesis de mano, se realizó un entrenamiento para su uso de 2 sesiones semanales de 40 min por 2 semanas. Este se realizó en focado en el manejo y uso de la prótesis, con énfasis en actividades de la vida diaria a realizar con la prótesis, además se realizó educación en su cuidado y preven ción de posibles lesiones. Este proceso fue realizado por un terapeuta ocupacional de la unidad de Tecno logía Asistida del Instituto Teletón Santiago. Se indicó a los pacientes que usaran la prótesis de mano al menos 2 h al día en el ambiente que ellos quisieran.

Análisis de datos

Los datos fueron tabulados en Microsoft Excel. Se realizó un análisis descriptivo de los datos por cada participante.

Ética

Este trabajo fue aprobado por el comité ético cien tífico de la Sociedad Pro Ayuda del Niño Lisado (pro yecto n° 43/2014). Todos los participantes contaron con asentimiento y consentimiento informado firma do por sus padres.

Funcionalidad de mano

La funcionalidad de mano medida a través de la pauta Bilan 400 points modificada se detalla por dimensión en (Tabla 2). Las dimensiones 1, 2 y 4 evalúan cada mano por separado, la dimensión 3 de activida des funcionales evalúa la ejecución de actividades bi-manuales.

Tabla 2 Resultados pauta Bilan 400 points modificada 

Pac: Paciente. ESD: extremidad superior derecha; ESI: extremidad superior izquierda.

En las (Figura 2 y Figura 3) se muestra la evaluación de la función global para la mano derecha e izquierda respectivamente. Al mes y 4 meses de uso, la mediana del porcentaje de cambio para funcionalidad de mano fue de -11% y -4% para la extremidad no afectada y de -9% y -2% para la afectada. El detalle por participante es el siguiente:

Figura 2 Porcentaje total de Funcionalidad Mano Derecha (pauta Bilan 400 points modificada). 

Figura 3 Porcentaje total de Funcionalidad Mano izquierda (pauta Bilan 400 points modificada). 

P1: El porcentaje total de funcionalidad en el MMSS afectado subió de 39% a 43%, sin embargo, el porcentaje en la mano no afectada bajó de 100% a 91%, esto principalmente por la baja en el puntaje en la dimensión de actividades bimanuales.

P2: reporta una disminución del porcentaje total de la funcionalidad de la mano afectada del 68% al 42% al mes, y un 43% a los 4 meses de uso de la prótesis. En el caso de la extremidad no afectada, este presenta una disminución de 100% a 90% al mes de uso, la que aumenta a 9% a los 4 meses.

P3: La variación en la funcionalidad total en la mano afectada es de un 45% al 47% al mes, y de un 44% a los 4 meses. En el caso del lado indemne, este se mantiene en una funcionalidad sobre 100%.

P4: En este caso el MMSS afectado refiere una me joría en la funcionalidad del 39% al 44% a los 4 meses de uso de la prótesis., sin embargo la mano no afectada disminuye de un 93% al 84% al mes y al 89% a los 4 meses.

P5: La funcionalidad en la mano afectada disminu ye de un 64% a un 35% al mes y a un 34% a los 4 meses, en el caso de la mano indemne el porcentaje de funcio nalidad varía de un 101% a un 97% a los 4 meses.

Funcionalidad percibida de MMSS

La funcionalidad percibida de MMSS evaluada a través de la UEFI, se detalla en la (Figura 4). La mediana del porcentaje de cambio fue de -62%, siendo los par ticipantes 2 y 5 los que mayor diferencia tuvieron res pecto de la medición basal sin prótesis. El detalle por participante se desglosa en la (Figura 4).

Figura 4 Funcionalidad percibida de MMss sin y con prótesis (medida con UEFI). 

Eventos adversos

Cuatro de los cinco participantes presentaron pun tos de presión a raíz del uso de la prótesis, los cuales fueron reparados por el terapeuta ocupacional a cargo del entrenamiento, usando elementos para disminuir el roce entre la prótesis y la piel durante su uso.

Tres de los cinco participantes tuvieron problemas con elementos estructurales de la prótesis, en dos de ellos se desprendió la pieza de regulación ubicada en el antebrazo y en un caso se rompió el pulgar de la pró tesis. Las piezas de regulación se repararon y se reim primió el pulgar.

Discusión

Los resultados de la presente investigación, mues tran que el uso de la prótesis de mano Cyborg Beast no fue una solución funcional para los pacientes que par ticiparon en este estudio, tanto para la funcionalidad objetiva de mano como para la percepción de funcio nalidad de MMSS.

En el caso de funcionalidad de mano evaluada con la pauta Bilan 400 points modificada, que entrega un índice global de función de las extremidades superio res, muestra que hubo un mejor desempeño al 4° mes de uso de la prótesis en comparación con el 1°, sin em bargo, ninguno de los pacientes superó el puntaje basal sin prótesis. Los mejores resultados los presentan los pacientes 1, 3 y 4 en la dimensión 2 de desplazamien to, estos pacientes aumentan su puntaje en relación al basal, debido a que la prótesis permite efectuar la pren sión por efecto tenodesis, al realizar el movimiento de flexo extensión de muñeca; esto permite, de acuerdo al tamaño de la mano, coger objetos cilíndricos, esféricos, cúbicos, gruesos y livianos.

Respecto de la fuerza prensora, los 3 pacientes (2, 3 y 5) que tenían fuerza prensora remanente, es decir, que realizan algún tipo de pinza o agarre, la pierden al usar la prótesis.

Cabe mencionar que, a diferencia de lo esperado, el puntaje en actividades bimanuales (dimensión 3) dis minuye en los 5 casos respecto del basal. Esto puede deberse a que estos pacientes ya han desarrollado es trategias a lo largo de su vida, que les permiten ser fun cionales en actividades bimanuales, sin usar prótesis22.

La percepción de funcionalidad evaluada a través de la aplicación de la UEFI, entrega la respuesta directa del paciente en relación a si tiene o no dificultades para realizar actividades de la vida diaria con o sin la próte sis, en este estudio fue la que mostró mayores diferen cias. Si bien todos los pacientes bajaron sus puntajes al usar la prótesis, los peores resultados obtenidos, los presentaron los pacientes que tenían función de pinza remanente, esto porque la prótesis finalmente entorpe cía la actividad de prensión fina.

Esto se explica porque estos pacientes, ya eran há biles en sus actividades funcionales de vida diaria, sin prótesis. Además es importante mencionar que su mu- ñon remanente posee intacta la sensibilidad superficial y profunda23.

Los resultados de este trabajo, coinciden con inves tigaciones previas, en que usuarios de prótesis mecáni cas de mano, han reportado que este tipo de prótesis genera dificultades para el movimiento y para la pren sión de objetos, lo que se traduce en una baja adheren cia en su uso11,24,25,26.

Las posible limitaciónes se relacionan con la varia bilidad entre los participantes y la presencia de pinza remamnte en dos pacientes (pacientes 2 y 5). Estos fueron elegidos en función de la disponibilidad de las prótesis y los criterios de inclusión. Es posible que la poca funcionalidad de la prostesis este relacionada con la precencia de pinza remanente en conjunto con el diseno de la prótesis. También se debe señalar, que el uso correcto de este tipo de prótesis no está exento de dificultades para los usuarios, por lo que es nece sario entrenamiento y acompañamiento terapéutico. Es posible que incluso durante el entrenamiento, sea necesario reimprimir partes y piezas y/o ajustar el dise ño según los requerimientos de cada paciente. Se reco mienda la supervisión de personal especializado para el ajuste y entrenamiento de este tipo de mano impresa en tecnología 3-D.

Los resultados de la presente investigación, son un primer acercamiento a la funcionalidad en que se puede lograr en pacientes con amputaciones parciales de mano al usar usar la prótesis de mano impresa en tecnología 3-D (en este caso el diseño Cyborg Beast). Futuras investigaciones deberían abordar aspectos re lacionados con el diseño, funcionalidad y adherencia a este tipo de próstesis.

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Recibido: 05 de Septiembre de 2019; Aprobado: 25 de Noviembre de 2019

* Correspondencia: Jacqueline Dote. E-mail: jdote@teleton.cl.

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