Implantes de Rodilla Autoalimentados Revolucionarios: Mejorando Longevidad y Rendimiento

La cirugía de reemplazo de rodilla es el procedimiento de reemplazo de articulación más común, con un número de cirugías que aumenta cada año. Esta cirugía se realiza en pacientes más jóvenes y activos que enfrentan un dilema: cuando se someten a la cirugía, se espera que permanezcan físicamente activos para su salud general, pero esa actividad también puede desgastar el nuevo implante. A menudo, los médicos no saben si los pacientes se están sobreexigiendo hasta que comienzan a desarrollar síntomas. En ese momento, el daño al implante ya se ha producido. Para un paciente joven, someterse a cirugía de reemplazo de rodilla cada cinco o diez años es una perspectiva desalentadora, pero encontrar el equilibrio perfecto de niveles de actividad para mantener la integridad del implante ha sido igualmente desalentador.

Se desarrollaron implantes de rodilla más inteligentes que monitorean cambios en la actividad a medida que ocurren. El implante tiene sensores integrados que pueden monitorear cuánta presión se ejerce sobre el implante para que los médicos puedan tener una comprensión más clara de cuánta actividad está afectando negativamente al implante. Los sensores permiten a los médicos decir a los pacientes cuándo un cierto movimiento se ha vuelto demasiado para el implante, para que los pacientes puedan ajustarse rápidamente y evitar más daño al implante. Les ayuda a encontrar el nivel óptimo de actividad para cada paciente en particular.

Mientras que los sensores resolvieron un problema, crearon otro. Alimentar los sensores con una batería significaba que la batería necesitaría ser reemplazada periódicamente y, por lo tanto, anularía el propósito de un implante inteligente. En su lugar, un mecanismo de recolección de energía puede alimentar el implante de rodilla a partir del movimiento. Se utilizó energía triboeléctrica, un tipo de energía que se recoge de la fricción. Una vez que alguien camina, la fricción de las micro-superficies que entran en contacto entre sí puede usarse para alimentar los sensores de carga. Se determinó que el circuito necesitaría 4,6 microwatios. Las pruebas preliminares mostraron que la caminata de una persona promedio produce 6 microwatios de energía — más que suficiente para alimentar los sensores.

Estos implantes inteligentes no solo darán retroalimentación a los médicos, sino que ayudarán a los investigadores en el desarrollo de futuros implantes. La combinación de sensores de actividad y un sistema autoalimentado aumentará la vida útil de los implantes de rodilla y reducirá la necesidad de cirugías de seguimiento.