Las prótesis innovadoras cambian los Juegos Paralímpicos

Septiembre de 2021

Por Maja Hoock, Comunicación Institucional de PI e I+D, Ottobock, Alemania

Los Juegos Paralímpicos de Tokio 2020 se celebraron en Tokio del 24 de agosto al 5 de septiembre de 2021. Unos 4.400 atletas con discapacidad compitieron por el oro en 22 disciplinas. Las prótesis deportivas protegidas por la PI fueron una de las claves en el logro de sus objetivos. La investigación y el desarrollo han ayudado a los atletas a sacar el máximo partido de sus aptitudes atléticas.

Johannes Floors (26 años) mejoró su récord mundial en los 200 metros el 25 de junio utilizando prótesis deportivas y ganó el oro en los Juegos Paralímpicos de Tokio en agosto de 2021. (Foto: Cortesía de Ottobock)

Johannes Floors se entrena en su pista de Leverkusen hasta seis horas diarias. En agosto, voló al Japón para competir con atletas de todos los rincones del mundo. "La verdad es que llevo preparándome para los Juegos Paralímpicos desde 2016", dice este joven de 26 años. El corredor alemán ganó el oro en los Juegos Paralímpicos de Tokio. Floors es la persona más rápida del mundo con prótesis en la actualidad. A finales de junio mejoró su récord mundial en los 200 metros y es también el más rápido de su categoría (T62) en los 100 y los 400 metros. Estos logros son cualquier cosa menos algo que podamos dar por descontado. Floors nació con un defecto genético que afecta al peroné. Le faltaban los dos peronés y tenía los pies deformados. No podía ni plantearse correr. "Me dolía demasiado", dice. Por ello, hace diez años tomó la decisión de amputarse la parte inferior de ambas piernas. "Todavía estaba en la cama del hospital cuando decidí inscribirme en el programa deportivo del colegio", recuerda. Sus prótesis de uso diario le permiten caminar con normalidad y puede correr gracias a unos resortes de carbono especiales diseñados para hacer deporte. "Sentir esa velocidad es una experiencia emocional muy fuerte", dice.

Hasta hace poco, los atletas paralímpicos llevaban sus prótesis de uso diario durante las competiciones deportivas. En la década de los 80 empezaron a usar prótesis especialmente diseñadas para correr. A diferencia de la pierna natural o de las prótesis deportivas actuales, las prótesis convencionales no se flexionan tan fácilmente y dificultan la realización de los movimientos que requieren determinados deportes. "De repente, llegaron las prótesis deportivas y eso lo cambió todo", afirma Floors.

Ottobock cuenta ahora con 1.886 patentes concedidas, en más de 540 familias de patentes y con respecto a numerosas innovaciones técnicas para los deportes paralímpicos.

Las prótesis deportivas ayudan a que la gente participe

Ottobock es un fabricante de prótesis y sillas de ruedas deportivas de uso generalizado y lleva más de 30 años ofreciendo sus productos a los atletas paralímpicos. La empresa alemana, conocida por sus dispositivos biónicos adaptables al cuerpo, lleva más de 100 años fabricando prótesis. Al principio, la empresa fabricaba miembros postizos de madera para los mutilados de la Primera Guerra Mundial. Hoy en día, sus productos incluyen prótesis asistidas por inteligencia artificial, como la mano artificial bebionic, que han establecido nuevos estándares tecnológicos.

Ottobock cuenta ahora con 1.886 patentes en relación con más de 540 familias de patentes y con respecto a numerosas innovaciones técnicas para los deportes paralímpicos.

Por ejemplo, su pie protésico 1E95, de gran agilidad, se utiliza en deportes como el baloncesto y el voleibol. Este pie tiene una estructura sencilla y facilita la marcha, el trote y los cambios bruscos de dirección. Para velocistas y saltadores de longitud, Ottobock desarrolló especialmente el pie patentado 1E91 Runner. Muchas leyendas paralímpicas usan este pie protésico, que puede adaptarse fácilmente a las necesidades de diferentes personas. Además, su línea de fuerza está más cerca del centro de gravedad del cuerpo, lo que hace que el uso de su resorte de carbono sea más eficiente.

Video: Cómo se fabrica un pie de correr hecho de fibra de carbono

El profesional de ortésica y protésica (O&P) Julian Napp formó parte del equipo que lo desarrolló. Desde 2012 ha estado a cargo del Centro de Servicio Técnico de Reparación de Ottobock en los Juegos Paralímpicos. Los atletas llevan sus prótesis y sillas de ruedas al taller cuando necesitan que se las reparen. El técnico incorporó su experiencia práctica al proceso de desarrollo: "Hay que trabajar con mucha precisión para que el pie quede correctamente alineado con el cuerpo", dice.

El concepto en el que se basa el popular pie para correr 1E90 Sprinter de Ottobock que usa Johannes Floors, de 26 años, tiene casi tantos años como él. La Sprinter se desarrolló en Estados Unidos en los años 90, antes de que Ottobock adquiriese el producto y mejorase su diseño.

El pie de carbono se encaja usando una cavidad al vacío hecha de fibra de carbono que incluye una válvula de salida y un manguito de sellado. El muñón va envuelto y protegido por un tipo de media revestida con polímero. Un adaptador 1E90 de diseño protegido, situado entre la cavidad de encaje y el pie protésico, garantiza que la posición de la prótesis pueda reajustarse fácilmente. "Con el adaptador puedo ajustar perfectamente la alineación estática, y esto es lo que realmente permite correr sin ninguna limitación", explica Napp.

Napp hace prótesis a medida para diversos deportes y atletas, como los conocidos velocistas y saltadores de longitud Heinrich Popow y Léon Schäfer: "Me enorgullece mucho verles lograr un récord mundial tras otro", afirma. También trabaja estrechamente con el actual plusmarquista mundial, Johannes Floors. "Intento ajustar la tecnología para que se adapte cada vez mejor a los atletas: ésta se desarrolla a la vez que ellos", señala Napp. "No podría ponerle una prótesis hecha para Johannes Floors a un atleta diferente como Léon Schäfer. Seguramente no sería capaz de correr muy rápido con ella puesta. La alineación estática es diferente para cada uno".

El profesional de ortésica y protésica Julian Napp (centro) ajusta la prótesis de uso diario del atleta paralímpico Léon Schäfer (izquierda) en presencia del antiguo plusmarquista mundial Heinrich Popow (derecha) en el Centro de Servicio Técnico Reparación de Ottobock. (Foto: Cortesía de Ottobock)

Patent for first mechanical sports knee joint

A pesar de la invención del pie prostético deportivo, los atletas con una amputación transfemoral por encima de la rodilla seguían teniendo un problema. Algunos de ellos llevaban el pie de carbono directamente en su muñón y, básicamente, montaban sus prótesis ellos mismos. El resultado puede apreciarse en videos deportivos que muestran el característico movimiento oscilante que hace la pierna al extenderse. Esto ayuda a los corredores que no llevan una rótula deportiva a evitar una fase de balanceo excesivamente larga. Otros atletas corrían con prótesis de uso diario dotadas de articulaciones policéntricas, que en realidad no son adecuadas para este fin. La primera prótesis deportiva monocéntrica del mundo aportó una solución. Ottobock la desarrolló sobre la base de la articulación 3R80, cuya patente para su hidráulica rotacional se concedió inicialmente en Alemania en 1995*.

La 3S80 dispone de bloqueo manual y características de amortiguación ajustables individualmente, además de ser especialmente compacta y robusta: "Al correr, el peso del cuerpo que incide sobre la prótesis se duplica. Al esprintar, el peso se multiplica hasta por cinco, y en los saltos de longitud, por seis o siete", explica Julian Napp. Las rótulas artificiales para deportistas deben ser capaces de soportar este esfuerzo y al mismo tiempo seguir siendo lo suficientemente flexibles como para permitir la aceleración. En otras palabras, este tipo de articulación deportiva se adapta a los atletas y no al revés, como ocurría antes.

Martina Caironi, ex plusmarquista mundial de salto de longitud y medallista de plata en los Juegos Paralímpicos de Tokio 2020, utiliza una prótesis por encima de la rodilla con una rótula deportiva y un pie de carbono. (Foto: Cortesía de Ottobock)

La atleta paralímpica Martina Caironi lleva este tipo de prótesis deportiva de rodilla. Caironi es italiana y ganó medallas de plata en salto de longitud y en los 100 metros en los Juegos Paralímpicos de Tokio 2020.

En 2007 perdió la pierna izquierda en un accidente de moto. Durante su rehabilitación se dio cuenta de que tenía un don para el deporte. Tres años después, empezó a conquistar sus primeros récords. "Nunca quise ser una atleta profesional", dice Caironi. "Pero después de mi accidente, me di cuenta de lo bien que corría con las prótesis. Habría sido un desperdicio no aprovechar mi talento".

Inicialmente, Caironi compitió con su prótesis de uso diario, antes de que le pusieran la 3S80 y el resorte de carbono 1E91. "Pude sentir la transformación tecnológica en mi propio cuerpo", dice esta mujer de 31 años. "Estoy viviendo esa transformación".

The El Comité Paralímpico Internacional (CPI) ha definido normas claras que tienen en cuenta el grado en que las discapacidades de cada atleta afectan a su rendimiento. Por esta razón, solo se permiten las prótesis pasivas, sin electrónica.

Dice que al principio le resultó difícil controlar la prótesis deportiva porque la articulación es más flexible y proporciona menos estabilidad, a cambio de permitir una aceleración más rápida. Caironi ganó el oro con esta articulación en los Juegos Paralímpicos de Londres de 2012, completando los 100 metros en 14,65 segundos. Fue la única atleta femenina en terminar la carrera por debajo de los 15 segundos.

En 2013, Caironi se convirtió en doble campeona mundial de salto de longitud y de 100 metros. En 2015 batió el récord mundial de los 200 metros y ganó el oro en los Campeonatos Mundiales de Doha.

Las nuevas prótesis también han mejorado su calidad de vida. Caironi lleva la Genium X3 como prótesis de uso diario; su rótula inteligente se adapta a diversas situaciones de forma automática. "He ganado mucha movilidad", dice. "Puedo subir escaleras o hacer ejercicio en el gimnasio sin pensármelo dos veces, lo que también tiene un impacto positivo en mi carrera de atleta".

Video: Pasión por los Paralímpicos de Tokio 2020

El deporte con prótesis no es dopaje tecnológico

Cabe señalar que a Caironi no se le permitió utilizar su prótesis mecatrónica de uso diario en los Juegos Paralímpicos. El Comité Paralímpico Internacional (CPI) ha definido normas claras que tienen en cuenta el grado en que las discapacidades de cada atleta afectan a su rendimiento. Por esta razón, solo se permiten las prótesis pasivas, sin electrónica. La longitud permitida para las prótesis se determina a partir de una compleja fórmula que tiene en cuenta la altura del usuario y la longitud de su fémur. Sin embargo, la percepción de los medios de comunicación de que estamos ante "humanos con mejoras" es difícil de cambiar.

Johannes Floors dice que sería rico si tuviera cinco euros por cada vez que alguien le ha preguntado si puede correr más rápido con sus prótesis que los atletas profesionales con sus piernas sanas. Le resulta difícil aceptar esa narrativa de superhumanos con miembros biónicos. "Degrada mi rendimiento y sugiere que no soy nada más allá de mi prótesis", dice. "¡Es como si las seis horas que paso entrenando cada día no tuvieran valor! Y mis prótesis deportivas ni siquiera son de alta tecnología si se comparan con las que uso en mi día a día: son las mismas que se usan desde los años 90".

Informe de la OMPI sobre tendencias de la tecnología (2021)

En marzo de 2021, la OMPI publicó su último informe sobre tendencias de la tecnología, en el cual se abordan las tecnologías de apoyo, es decir, innovaciones que ayudan a las personas con limitaciones funcionales, como, por ejemplo, de movilidad o visión a participar en todos los ámbitos de la vida y a desarrollar su potencial.

El informe pertenece a una serie en la cual se hace un seguimiento de las tendencias de la tecnología mediante el análisis de datos de patentes y otros datos para presentar pruebas sólidas y fácticas sobre la innovación en campos específicos.

En un contexto en el que más de mil millones de personas necesitan tecnologías de apoyo —y se prevé que esta cifra se duplique en la próxima década debido al envejecimiento de la población—, el Informe de 2021 concluye que la PI está impulsando la innovación en este tipo de tecnologías. Sin embargo, los especialistas que contribuyeron a elaborar el Informe destacan la necesidad de que esa innovación pase a estar de manera más amplia a disposición de quienes dependen de ella. A escala mundial, tan solo 1 de 10 personas tiene acceso, actualmente, a los productos vinculados a tecnologías de apoyo que necesitan.

El Informe se concibió para proporcionar una base de conocimiento que respalde los debates mundiales, a fin de promover un mayor acceso a las tecnologías de apoyo.

Principales conclusiones

  • Las innovaciones, desde las pequeñas mejoras de productos existentes hasta los desarrollos más modernos de las tecnologías de punta, pueden mejorar en grado sumo la vida de personas con limitaciones funcionales, y ayudarles a vivir, comunicarse y trabajar de forma independiente.
  • En los últimos años se ha observado un crecimiento superior al 10% en las tecnologías de apoyo, las cuales se integran cada vez más en los productos de consumo.
  • China, los EE.UU., Alemania, el Japón y la República de Corea son los cinco principales lugares de origen de la innovación en tecnología de apoyo.
  • La presentación de solicitudes de patente en el campo de la tecnología de apoyo emergente —lo que incluye los asistentes robóticos, las aplicaciones inteligentes para el hogar, las tecnologías ponibles para personas con discapacidad visual y anteojos inteligentes— ha aumentado tres veces más rápido que la relativa a tecnologías de apoyo convencionales, en la cual se incluyen mejoras y accesorios para sillas de ruedas, alarmas de entorno y dispositivos con braille.
  • Dos ámbitos de rápido crecimiento en tecnologías de apoyo emergentes son el entorno (por ejemplo, asistencia para el desplazamiento en espacios públicos y robots de apoyo) y la movilidad (por ejemplo, sillas de ruedas autónomas y prótesis avanzadas).
  • El campo de la tecnología de apoyo converge con el de los productos electrónicos y las tecnologías médicas generales, donde se observa un crecimiento tanto en productos de apoyo menos invasivos (gracias a sensores cada vez más sofisticados) como en soluciones más invasivas, como, por ejemplo, implantes en el tronco cerebral para recuperar la audición, la visión o la movilidad. Las tecnologías desarrolladas para personas con limitaciones funcionales se aplican cada vez más a los productos masivos. Por ejemplo, la tecnología de conducción ósea, que puede ayudar en caso de discapacidad auditiva, también puede utilizarse para los auriculares de las personas que corren para hacer deporte.
  • Existen nuevos y avanzados productos de apoyo gracias al desarrollo de tecnologías instrumentales (como la inteligencia artificial, el Internet de las cosas, los nuevos materiales y los avances en robótica) y al uso de dichas tecnologías.
  • Los actores empresariales están a la cabeza del desarrollo de tecnologías de apoyo, incluidas empresas especializadas en esas tecnologías, como WS Audiology, Cochlear, Sonova, Second Sight, Ottobock y Össur. Las empresas de artículos electrónicos de consumo (como Panasonic, Samsung, IBM, Google e Hitachi) y empresas de fabricación de automóviles (Toyota y Honda) también son actores importantes, dada la creciente tendencia a integrar tecnologías de apoyo en productos electrónicos de consumo masivo.
  • Las universidades y las organizaciones públicas de investigación ocupan un lugar más destacado en el acervo de datos sobre tecnologías de apoyo emergentes y son particularmente activas en el campo de la movilidad.

A pesar de los avances en las prótesis, la mayoría de los corredores paralímpicos son más lentos que los atletas olímpicos. Mientras que el paralímpico Johannes Floors puede hacer los 200 metros en 21,04 segundos, Usain Bolt, el atleta no discapacitado más rápido del momento, solo tarda 19,19 segundos. A lo largo de la historia del paratletismo, solo un puñado de deportistas ha igualado las marcas mundiales de los no discapacitados; entre ellos se encuentran el velocista Johannes Floors y Markus Rehm en el salto de longitud. Oscar Pistorius, conocido como "Blade Runner", es polémico por varias razones.

A lo largo de la historia del paratletismo, solo un puñado de deportistas ha igualado las marcas mundiales de los no discapacitados.

"Los atletas que llevan prótesis siguen teniendo desventajas en todas las fases que requieren aceleración", afirma el Dr. Thomas Schmalz, experto en análisis biomecánicos de atletas de élite amputados. Los paratletas han sufrido accidentes traumáticos, cáncer, amputaciones y otros episodios vitales difíciles. "Siguen siendo atletas con una discapacidad. Los amputados unilaterales tienen que compensar las asimetrías de su sistema musculoesquelético. Padecen una falta de retroalimentación propioceptiva en su sistema nervioso y muscular. Les faltan mecanismos reflejos clave que se activarían mediante sensores en su musculatura y tendones", explica el Dr. Schmalz.

Los pies protésicos no tienen energía intrínseca durante los primeros pasos y, además, el usuario no los percibe como parte de su cuerpo. La investigación en el campo de las prótesis trata de resolver este inconveniente. "Lo ideal sería que el usuario sintiera la prótesis como parte de su propio cuerpo, una extensión natural del mismo", dice el Dr. Andreas Goppelt, Director de Tecnología de Ottobock. Su equipo de investigación y desarrollo está llevando a cabo proyectos para hacerlo realidad, por ejemplo, mediante prótesis que generen retroalimentación.

Johannes Floors dice que sentir la prótesis como parte de su cuerpo sería el siguiente gran paso hacia una vida normal. "Me identifico con mi prótesis, pero me gustaría verla como una parte aún más integral de mí mismo", dice. "No puedes permitirte el desánimo; tienes que perseguir tus objetivos. Y entonces la prótesis deja de ser un obstáculo". En Tokio 2020, todo el esfuerzo realizado dio sus frutos cuando se llevó a casa el oro.

Notas de pie de página

*La patente expiró in 2014.

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