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ORTESIS PARA MEJORAR LA MARCHA DE LAS PERSONAS QUE SUFREN DE PIE CAIDO ESTUDIANTE LISANDRO REYES PATIÑO COD.9869065 UNIVERSIDAD CATOLICA POPULAR DEL RISARALDA FADULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO DISEÑO INDUSTRIAL PEREIRA-2008

ORTESIS PARA MEJORAR LA MARCHA DE LAS PERSONAS QUE SUFREN DE PIE CAIDO ESTUDIANTE LISANDRO REYES PATIÑO COD.9869065 TESINA PARA OPTAR POR EL TITULO DE DISEÑADOR INDUSTRIAL TUTOR: CARLOS LONDOÑO INGENIERO MECANICO UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA UNIVERSIDAD CATOLICA POPULAR DEL RISARALDA FADULTAD DE ARQITECTURA Y DISEÑO DISEÑO INDUSTRIAL PEREIRA-2008

CONTENIDO

I. GLOSARIO II. INTRODUCCIÓN 1.0 MARCO TEÓRICO CAPITULO 1 1.1 IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA 1.2 FORMULACION DEL PROBLEMA 1.3 JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA 1.4 FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS 1.5 OBJETIVOS 1.5.1 OBJETIVO GENERAL 1.5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1.6 SÍNTESIS ANTECEDENTES HISTÓRICOS 1.7 ANTECEDENTES TEORICOS 2.0 MARCO PROYECTUAL CAPITULO 2 2.1 ANÁLISIS DE TIPOLOGÍAS 2.2 ALCANCES 2.3 DETERMINANTES DE DISEÑO 2.3.1 REQUERIMIENTOS Y PARAMETROS 2.4 ALTERNATIVAS DE DISEÑO 2.4.1 CRITERIOS DE EVALUACIÓN 2.4.1.1 RESULTADOS DE EVALUACIÓN 2.4.1.2 EVALUACIÓN DE LA ALTERNATIVA ESCOGIDA 2.5 DESARROLLO DE LA PROPUESTA 2.5.1 DESARROLLO FORMAL 2.5.2 DESARROLLO FUNCIONAL 2.5.3 DESARROLLO ESTRUCTURAL 2.5.4 DESARROLLO POR FACTORES 2.6 VERIFICACIÓN DE LA PROPUESTA 2.6.1 COMPROBACIÓN DE CAMPO 3.0 MARCO REFERENCIAL CAPITULO 3 3.1 BIBLIOGRAFÍA 3.2 ANEXOS TEÓRICOS

I. GLOSARIO TÉRMINOS GENERALES Ortesis: dispositivo ortopédico que reemplaza parcial o totalmente las funciones de un miembro con incapacidad física, invalidez o disimetría. Proximal Y Distal: En los miembros se usan los términos para indicar lo más lejano y lo más cercano, respectivamente, con respecto a la raíz del miembro. Flexión: cuando los dos segmentos de una articulación se aproximan mutuamente y se disminuye el ángulo de la articulación. Extensión: Cuando los dos segmentos de una articulación se “enderezan” y se aumenta el ángulo de la articulación. Aducción: El segmento se mueve acercándose a la línea media. Abducción: El segmento se mueve alejándose de la línea media. Rotación Interna O Medial: Es el giro hacia adentro de una parte en torno de su eje. Rotación Externa O Lateral: Es el giro hacia afuera de una parte en torno de su eje. Alcance De Movimientos: Variabilidad de movimientos de una extremidad. Articulación: El lugar de unión/contacto entre dos o más huesos, tejido cartilaginoso o cartílago y hueso. Movimiento articular: Recorrido de un segmento corporal o palanca ósea desde una articulación específica, normalmente axial o angular

(alrededor de un eje particular) y paralelo a un plano, o alrededor de un eje y plano oblicuo. Arco de movimiento: La amplitud de movimiento (grado de recorrido) o desplazamiento angular/axial total permitido por cualquier par de segmentos corporales adyacentes. Arco de movimiento normal: La cantidad o excursión total a través del cual porciones/segmentos corporales pueden moverse dentro de sus límites anatómicos de la estructura articular, i.e., antes de ser detenidos por estructuras óseas ligamentosas o musculares. Flexibilidad: El alcance total (dentro de los límites de dolor) de una parte del cuerpo a través de su arco de movimiento potencial. La habilidad de un músculo para relajarse y producir una fuerza de estiramiento. La extensibilidad de tejido peri- articular (estructuras que circundan y cruzan las articulaciones) para permitir un movimiento normal o fisiológico de una articulación o extremidad corporal. Flexibilidad adecuada: El estado ideal de longitud y elasticidad de las estructuras cruzando las articulaciones y afectando un movimiento articular sencillo o doble (tal como los músculos posterior al muslo cruzando la cadera y las articulaciones de la rodilla). Estiramiento: Descripción de una actividad que aplica una fuerza deformadora a lo largo del plano de un movimiento. Movilización: Describe la aplicación de una fuerza, a través de planos rotatorios o translatorios de un movimiento articular. Movilización articular: Tracción pasiva y/o movimientos de deslizamientos aplicados en las superficies articulares, que mantienen o

restauran el juego normal articular permitido por la cápsula, de manera que puede llevarse a cabo el mecanismo de rodar-deslizar mientras se mueva el individuo. Estabilidad: La habilidad de una articulación/armazón óseo para amortiguar y resistir/aguantar movimientos sin ocasionar lesiones en las articulaciones y a sus tejidos circundantes, tales como lesiones de dislocación articular, esguinces (desgarres) de los ligamentos, o desgarres del tejido muscular. La resistencia o cohesión a desplazamientos de potencial dislocante. Laxitud (o flojedad): Describe el grado de estabilidad de una articulación, la cual depende de sus estructuras de soporte (ligamentos, cápsula articular y continuidad ósea). El grado de movimiento anormal de una articulación

II. Introducción

En el mundo hay aproximadamente 500 millones de personas en situación de discapacidad, según datos de la Organización de Naciones Unidas - ONU, en Colombia de acuerdo con las proyecciones del Departamento Nacional de Estadística DANE, el 12% de la población posee algún tipo de discapacidad física, sensorial o cognitiva, lo que se estima en 5.435.394, que se encuentran en constante aumento, debido a factores como la accidentalidad, la violencia intrafamiliar, el conflicto armado interno, entre otros. 1 La población con alguna discapacidad física o mental, de acuerdo con la encuesta realizada para evaluar el desarrollo humano del eje cafetero representa el 7%. Las discapacidades más comunes son: las dificultades para moverse o caminar (27%), desplazarse en trechos cortos (18%), ver a pesar de usar lentes (15%), usar brazos y manos (7%), oír, incluso con aparatos especiales (5%), el auto cuidado (4%), y hablar o comunicarse (4%). Basados en los datos estadísticos y en la incidencia de las discapacidades relacionadas con moverse o caminar, se trabajara una patología llamada pie caído, enfermedad descuidada en cuanto a soluciones se refiere; Generalmente el pie caído empieza con debilidad en los pies y los tobillos, dificultad en levantar el pie, tropiezos, caídas, torceduras y complicaciones en el periodo de marcha. Algunas personas encuentran soporte en el uso de botas o botines que den soporte a los tobillos, otros pueden necesitar aparatos ortopédicos u ortesis que ayuden y brinden seguridad al caminar. 1www.mincomunicaciones.gov.co/mincom/src/index.jsp?page=./mods/contenido/view_page&id=13 6&state=V, consultado el dia19 de mayo del 2006

CUADRO # 1

CAPITULO I 1.0 MARCO TEORICO 1.1 IDENTIFICACION DEL PROBLEMA( ÁREA PROBLEMÁTICA) Los discapacitados, en algunas ocasiones, tienen dificultad para realizar ciertas actividades consideradas por otros individuos como normales en su totalidad. Por ejemplo, como viajar en transporte público, subir escaleras, utilizar ciertos elementos o trasladarse de un lugar a otro sin dificultad de manera natural. Debido a que las personas con afectaciones en su integridad son cada vez mayores, llegando al 12% de la población mundial,2 se han dado a conocer cada vez más, como una población que requiere de suma atención por parte de la medicina, la ciencia y la industria. Ante esta situación, el mayor reto para este tipo de personas, ha sido persuadir a la sociedad de que no son una clase aparte. Tradicionalmente han sido compadecidos, ignorados, denigrados e incluso ocultados en instituciones. En la actualidad esta situación ha ido mejorando gracias a cambios en la legislación, a la actitud de la población y a la lucha de los discapacitados por sus derechos como ciudadanos e individuos productivos en un mundo laboral. Por ejemplo, dentro de esta población existen personas que presentan lesiones medulares, enfermedades neuromusculares, ictus, lesiones

2www.mincomunicaciones.gov.co/mincom/src/index.jsp?page=./mods/contenido/view_page&id=136&state=V

nerviosas periféricas o neuropatías, enfermedades que manifiestan entre muchos otros síntomas el pie caído. El pie caído puede deberse a un daño en cualquier parte de la motoneurona inferior entre la columna lumbosacra y los músculos de la dorsiflexión del tobillo. Las personas con síntomas de pie caído presentan dificultades en la marcha o desplazamiento natural bípedo, disminución en el rango de movimientos, perdida de la coordinación y la sensibilidad. Con el tiempo, muchos pacientes con pie caído, desarrollan contracturas que resultan en deformidades de los pies. Las contracturas ocurren porque, a medida que se debilitan algunos músculos alrededor de una articulación, otros permanecen fuertes, contrayendo y tensionando la articulación. Con el paso del tiempo, los huesos alrededor de la articulación se desplazan a posiciones anormales.

http://www.fellows.rcsed.ac.uk/personal/jbarrie/hyperbook/hist_exam.htm

IMAGEN #1

Esta dificultad en levantar el pie desde el tobillo, hace que los dedos del pie apuntan hacia abajo al caminar. El pie caído origina tropiezos frecuentes, y con la creciente debilidad y los intentos de compensar la marcha, la persona afectada desarrolla un modo de andar anormal, situación que se identifico como un problema no solo por sus consecuencias físicas, sino también por su afectación en la parte estética de la marcha. En las siguientes fotografías se muestran algunas problemáticas del pie caído


IMAGEN #2

IMAGEN #3

1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿Cómo ayudar a mejorar el periodo de marcha de una persona que sufre de pie caído?

1.3 JUSTIFICACIÓN En la vida cotidiana las personas sin discapacidad desarrollan actividades utilizando su cuerpo para realizar diferentes funciones y parece tan normal que dichos procesos son inadvertidos. Sin embargo, estas mismas actividades cotidianas se convierten en realidades de extremo cuidado y en ocasiones imposibles, cuando se trata de un individuo con algún tipo de discapacidad. El pie caído es una enfermedad que afecta física y psicológicamente a la persona que lo padece, la perdida de movilidad, fuerza y sensibilidad ocasiona caídas frecuentes, tropiezos y accidentes que afectan la posibilidad de desplazarse de manera normal, generándose movimientos bruscos, y desorientados en comparación con la marcha normal El ser humano es el eje central de gran parte de las disciplinas, y son sus necesidades las causales del desarrollo de muchos factores de mejoramiento; siendo el diseño industrial una disciplina o elemento facilitador que busca el desarrollo de productos que aporten soluciones prácticas que contribuyan al mejoramiento de la calidad de vida de las personas, se busca plantear una solución que cumpla con las condiciones ergonómicas, funcionales, estéticas, formales, y estructurales que brinden la satisfacción de las necesidades de las personas que sufren pie caído, por lo tanto se debe conocer no solo de la problemática y los componentes que la rodean, sino que debe existir una relación interdisciplinaria entre diferentes ciencias como la antropometría, ergonomía, biomecánica, fisiología, anatomía entre otras, que permitirán aproximaciones más exactas a la solución.

Partiendo de esto, inicia la realización de este proyecto que busca el desarrollo de una ortesis con la cual se pueda facilitar la marcha de las personas que sufren de pie caído

1.4 HIPÓTESIS El uso de un elemento que ayude a realizar la dorsiflexión del pie en el periodo de marcha facilita la marcha de una persona que sufre de pie caído

1.5 OBJETIVOS 1.5.1 OBJETIVO GENERAL • Diseñar un elemento que mientras se use, ayude a normalizar la

marcha de las personas que sufren de pie caído. 1.5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Brindar seguridad en el periodo de marcha al utilizar el

aditamento. • Fabricar el aditamento funcional en la manufactura de la región y

con costos mínimos de producción. • Estabilizar el pie en el periodo de marcha

1.6 SÍNTESIS ANTECEDENTES HISTÓRICOS PIE CAIDO El pie caído es una "deficiencia de la estructura corporal" que puede influir de forma notable en las "actividades" y "participación" del individuo afectado. El término de pie caído es comúnmente utilizado para describir la debilidad de los músculos dorsiflexores del tobillo, principalmente el tibial anterior, pero con contribuciones importantes de debilidad de los extensores largos de los dedos del pie (extensores hallucis longus y digitorum longus).

MUSCULOS DORSIFLEXORES DEL TOBILLO http://www.ugr.es/~dlcruz/musculos/musculos/tibial%20ante

rior.htm

EXTENSOR LARGO DEL DEDO GORDO

EXTENSOR LARGO DE LOS DEDOS

TIBIAL ANTERIOR

IMAGEN N° 4

Un efecto secundario significativo de esta debilidad es el acortamiento y la contractura de todos los tendones que actúan alrededor de la articulación del tobillo (tendón de Aquiles) que está formado por la fusión de las porciones tendinosas de los músculos principales de la flexión plantar, el gastrocnemio y sóleo. Sin embargo, el tobillo es una articulación bipartida compleja, capaz de moverse en cuatro direcciones: dorsiflexión, flexión plantar o extensión, eversión e inversión. Muchas de las enfermedades que causan debilidad de los dorsiflexores, también afectan los músculos de la eversión (peroneo tertius y peroneo longus) y de la inversión (tibial posterior). Por lo tanto, el síndrome del pie caído con frecuencia incluye la debilidad de estos músculos, y una contractura asociada de los tendones del músculo antagonista.

IMAGEN N° 5

El pie caído puede deberse a un daño en cualquier parte de la motoneurona inferior entre la columna lumbosacra y los músculos de la dorsiflexión del tobillo. Esto incluye enfermedades neuromusculares, ictus, lesiones medulares, estenosis del canal o prolapso discal, lesión nerviosa periférica o neuropatías.3 Un ejemplo particular y muy común de pie caído a causa de neuropatías es la enfermedad de charcot-marie-tooth, SINDROME DE CHARCOT-MARIE-TOOTH

http://www.iqb.es/neurologia/atlas/charcot/charco03.htm

3http://cochrane.bvsalud.org/cochrane/main.php?lib=BCP&searchExp=pie%20and%20caido&lang=es

IMAGEN N° 5

¿QUE ES LA ENFERMEDAD DE CHARCOT-MARIE-TOOTH? La enfermedad de Charcot-Marie-Tooth 4(CMT) es un trastorno neurológico que recibe su nombre de los tres médicos que lo describieron por primera vez en 1886 — Jean-Martin Charcot y Pierre Marie de Francia, y Howard Henry Tooth del Reino Unido. Aunque mucha gente nunca ha oído de CMT, afecta a unos 115.000 norteamericanos. A diferencia de otros trastornos neuromusculares, la CMT normalmente no pone en peligro la vida, y casi nunca afecta el cerebro. Causa daño a los nervios periféricos — secciones de fibras celulares nerviosas que conectan el cerebro y la médula espinal con los músculos y los órganos sensoriales. Este daño a los nervios, o neuropatía, produce debilidad y degeneraciones musculares y alguna pérdida de sensibilidad en las extremidades del cuerpo: los pies, la parte inferior de las piernas, las manos y los antebrazos. Aunque no hay cura para la CMT, hay tratamientos que se pueden usar para manejar sus síntomas en forma efectiva. Esos tratamientos, descritos aquí junto con un vistazo general de la CMT, les han permitido a muchas personas con la enfermedad llevar vidas activas y productivas. ¿QUE LE SUCEDE A UNA PERSONA CON CMT, Y COMO SE TRATA? DEBILIDAD MUSCULAR En general, las personas con CMT experimentan debilidad y degeneración lentamente progresivas en los músculos dístales 4 http://www.mda.org/espanol/esp-fa-cmt.html

(músculos en las extremidades del cuerpo). La debilidad en los músculos próximos (aquellos más cercanos al centro del cuerpo) es poco usual. Generalmente, la debilidad comienza en los pies y los tobillos y se manifiesta como pie caído — dificultad en levantar el pie desde el tobillo, de manera que los dedos del pie apuntan hacia abajo al caminar. El pie caído ocasiona tropiezos frecuentes, y con la creciente debilidad y los intentos de compensar, la persona afectada desarrolla un modo de andar anormal. Muchas personas con CMT hacen sus primeras visitas al neurólogo cuando notan frecuentes tropiezos y caídas, torceduras o fracturas del tobillo causadas por el pie caído. Cuando ocurren estos problemas, algunas personas encuentran que pueden sobreponerse a los mismos simplemente con el uso de botas o botines que den soporte a los tobillos. CONTRACTURAS Y DEFORMIDADES ÓSEAS

Las contracturas del pie que resultan en pies con arco elevado ocurren

con frecuencia en la CMT.

Con el tiempo, muchas personas con CMT desarrollan contracturas (articulaciones rígidas) que resultan en deformidades de los pies y de las manos. Las contracturas ocurren porque, a medida que se debilitan algunos músculos alrededor de una articulación, otros permanecen fuertes, contrayendo y jalando sobre la articulación. Con el paso del tiempo, los huesos alrededor de la articulación se desplazan a posiciones anormales. Por ejemplo, a medida que los músculos que levantan el pie se debilitan, los músculos que bajan y doblan el pie hacia abajo se contraen y aprietan, causando la forma más común de deformidad del pie — un pie acortado con arco elevado (pes cavus). Conforme la contractura se empeora, los dedos del pie se traban en una posición torcida. Al caminar, estas deformidades pueden ocasionar fricción inusual contra los dedos del pie, el tobillo, el talón y el antepié, produciendo abrasiones dolorosas, ampollas y callos. Si no se les da tratamiento, las contracturas y las abrasiones secundarias tienden a empeorar con el tiempo, haciendo cada vez más difícil el caminar. TRATAMIENTO5 Hasta el momento no se ha encontrado una cura para la enfermedad de Charcot-Marie- Tooth, sin embargo el tratamiento puede incluir: terapia física, terapia ocupacional, uso de aparatos ortopédicos y en algunos 5 http://www.salud.com/enfermedades/sindrome_charcot-marie-tooth.asp

casos cirugía ortopédica con el fin de aminorar algunos de los síntomas. Todas las terapias deben ser autorizadas por el médico tratante y realizadas bajo la supervisión de un terapeuta. El pie caído es una secuela que afecta la marcha de forma grave. En los casos moderados, el frente del pie cae al piso después de que se apoya el talón, lo que previene que la pierna que realiza el paso largo oscile, mientras que en los casos graves, el apoyo de los dedos del pie puede preceder al apoyo del talón y los dedos del pie tocan el suelo durante la oscilación de la pierna, lo que puede producir tropezones o caídas. . Se definira y analizara el proceso de la marcha normal con la marcha con pie caido, para determinar los movimientos realizados durante este proceso.

Se muestra el momento que el paciente levanta la pierna y queda el pie caído al no responder los músculos peroneos

Se muestra el momento en que el paciente apoya el pie: primero la punta y luego el talón.

IMAGEN N° 6

LA MARCHA Marcha: Serie de movimientos cíclicos, sincronizados de las extremidades y del tronco que generan un desplazamiento hacia adelante del centro de gravedad El ciclo de la marcha comienza cuando el pie contacta con el suelo y termina con el siguiente contacto con el suelo del mismo pie. Los dos mayores componentes del ciclo de la marcha son: la fase de apoyo o portante y la fase de balanceo u oscilante.6 Una pierna está en fase de apoyo cuando está en contacto con el suelo y está en fase de balanceo cuando no contacta con el suelo.

CICLO DE LA MARCHA

6 Mariano Núñez Samper ,Luis Fernando Llanos Alcázar, biomecánica, medicina y cirugía del pie, publicado en 2007 Elsevier España

IMAGEN N° 7

SUBDIVISIÓN DE LA FASE DE APOYO Hay cinco momentos que son útiles al subdividir la fase de apoyo: Contacto del talón, apoyo plantar, apoyo medio, elevación del talón y despegue del pie. El contacto del talón se refiere al instante en que el talón de la pierna de referencia toca el suelo. El apoyo plantar se refiere al contacto de la parte anterior del pie con el suelo. El apoyo medio ocurre cuando el trocánter mayor está alineado verticalmente con el centro del pie, visto desde un plano sagital. La elevación del talón ocurre cuando el talón se eleva del suelo, y el despegue del pie ocurre cuando los dedos se elevan del suelo. La fase de apoyo puede también dividirse en intervalos con los términos de aceptación del peso, apoyo medio y despegue. El intervalo de aceptación del peso empieza en el contacto del talón y termina con el apoyo plantar. El intervalo de apoyo medio empieza con el apoyo

IMAGEN N° 8

plantar y termina con la elevación del talón al despegue del talón. El despegue se extiende desde la elevación de los dedos 7 SUBDIVISIONES DE LA FASE DE BALANCEO La fase de balanceo puede dividirse en tres intervalos designados con los términos de aceleración, balanceo medio y deceleración. Cada una de estas subdivisiones constituyen aproximadamente un tercio de la fase de balanceo. El primer tercio, referido como periodo de aceleración, se caracteriza por la rápida aceleración del extremo de la pierna inmediatamente después de que los dedos dejan el suelo. Durante el tercio medio de la fase de balanceo, el intervalo del balanceo medio, la pierna balanceada pasa a la otra pierna, moviéndose hacia delante de la misma, ya que está en fase de apoyo. El tercio final de la fase de balanceo está caracterizado por la desaceleración de la pierna que se mueve rápidamente cuando se acerca al final del intervalo. ANALISIS DE LA MARCHA CON PIE CAIDO 7 IBIDEM

134°

IMAGEN N° 9

En el proceso normal de la marcha el pie debe estar en posición horizontal, como se observa en la figura la lesión ocasiona que el pie adopte una posición en dirección semi vertical. El pie caído no solo afecta la dorsiflexión del pie, sino también la eversión y la inversión, este problema afecta el tobillo ocasionando debilidad en esta parte lo que se ve reflejado en torceduras y lesiones.

IMAGEN N° 10

IMAGEN N° 11

Como se observa en la figura, al iniciar la marcha, la persona debe levantar la pierna de manera anormal para evitar que la punta del pie tenga contacto con el piso, situación que ocasiona lesiones en la parte que comprende los dedos. En esta fase de la marcha el pie no se desplaza hacia adelante, primero debe levantarse, y luego realizar el movimiento hacia adelante. Normalmente la fase de apoyo empieza con el contacto del talón y termina con el apoyo plantar; cuando se sufre de pie caído el efecto es totalmente contrario, la parte del pie que comprende los dedos hace contacto con el piso y posteriormente se produce el apoyo plantar. Comprender la biomecánica del pie es de mucha importancia para el desarrollo del proyecto, pues estudiando los movimientos, los factores y los componentes se podrán tener más aproximación en la propuesta final. En el siguiente paralelo se evidencian algunas diferencias:

126°

IMAGEN N° 12

IMAGEN N° 13

BIOMECANICA DEL PIE8 El cuerpo humano es una maquina perfecta y compleja dotada de componentes estructurales, físicos y dinámicos que actúan en conjunto para realizar determinadas actividades, la biomecánica9 es una disciplina científica que tiene por objeto el estudio de las estructuras de carácter mecánico que existen en los seres vivos (fundamentalmente del cuerpo humano). Esta área de conocimiento se apoya en diversas ciencias biomédicas, utilizando los conocimientos de la mecánica, la ingeniería, la anatomía, la fisiología y otras disciplinas, para estudiar el comportamiento del cuerpo humano y resolver los problemas derivados de las diversas condiciones a las que puede verse sometido. La biomecánica del pie y el tobillo es compleja, y con la misma complejidad están asociadas, el pie es una parte mecánica integral de la extremidad inferior y es necesario para una marcha suave y estable. El tobillo transfiere la carga de la extremidad inferior al pie e influye íntimamente en la orientación del pie con el suelo. Los elementos estructurales del pié al relacionarse entre sí determinan una serie de puntos de referencia, ejes, ángulos, planos arcos o bóvedas etc. Lo más notorio del pié humano es la disposición que toman los elementos óseos formando arcos o bóvedas solución mecánica arquitectónica de gran eficacia para sostener el peso del cuerpo, tanto en posición estática como en marcha. ESTATICA DEL PIE. El pie en reposo soportando el peso del cuerpo distribuye las fuerzas que se ejercen sobre él en tres puntos 8 http://www.podoortosis.com/a_introduccion/a01f.htm 9 Carlos Mario Agudelo, clase de ergonomía , diseño industrial

fundamentales, creando un triángulo que va desde el calcáneo hacia el primer y quinto metatarsiano. En condiciones normales, estando el calcáneo en el mismo plano que los metas, el peso del cuerpo se distribuye algo más del 50% sobre el talón. Pero cuando el pié se encuentra en un calzado con tacón que eleva el plano del talón, el peso se desplaza proporcionalmente hacia delante según la altura que exista entre el talón y el plano del suelo.

http://www.podoortosis.com/a_introduccion/a01f.htm

IMAGEN N° 14

ENTREVISTAS Y VISITAS REALIZADAS A ESPECIALISTAS FERNANDO MARTINEZ GIL ORTOPEDIA – TRAUMATOLOGIA SUB-ESPECIALISTA EN PIE Cra 6 No 22-36 Pereira Tel 315 530 6441 CECOFIR CENTRO DE ACONDICIONAMIENTO FISICO Y REHABILITACION Cra 15 No 14-06 locales 3 y 4 Pereira ELIANA ANDREA RESTREPO FISIOTERAPEUTA Y KINETIKA CALLE 18 No 5-27 local 104 EDIFICIO TOCORAMA Tel 3335704 En conversación con los diferentes especialistas y basados en sus experiencias se obtuvo como conclusión que el pie caído es una enfermedad real que afecta a algunos individuos de la población por diferentes motivos como cirugía de reemplazo de cadera, fractura de tibia y peroné, cirugía de columna lumbar, sin embargo se determino que la consecución de datos estadísticos acerca de la cantidad de pacientes tratados por este problema es complicada debido a la deficiencia en los sistemas de recolección de datos que funcionan actualmente en las entidades de salud como hospitales y clínicas. También se determino que muchas personas pueden sufrir en menor grado de esta enfermedad, pero al ser examinados por médicos generales no es posible detectar el problema.

1.7 ANTECEDENTES TEORICOS Después de conocer acerca de la enfermedad del pie caído, sus causas y sus consecuencias, también es necesario conocer y apoyarse en disciplinas como la ergonomía, la antropometría, la biomecánica y otras ciencias relacionadas con el factor industrial y productivo que pueden ser de gran ayuda para lograr una respuesta más acertada del proyecto. La ergonomía es una disciplina que se basa en la investigación de las capacidades físicas y mentales del ser humano y la aplicación de los conocimientos obtenidos en productos, equipos y entornos artificiales. La aplicación de la ergonomía puede llevar a productos más seguros o fáciles de usar, que se adapten con mayor facilidad a las necesidades de las personas. La ergonomía también puede generar procedimientos mejores para realizar determinadas tareas, ya sea en el ámbito laboral o domestico.10 El trabajo de los ergonomistas proporciona información que ayuda a otros especialistas, como diseñadores e ingenieros, a mejorar la facilidad de uso de los productos que desarrollan. Diseñar los productos para adaptarse a los cuerpos y las capacidades de las personas no es algo nuevo. Incluso los hombres prehistóricos daban forma a sus herramientas y armas para hacerlas más fáciles de usar. En el siglo XX la búsqueda de la eficiencia y las exigencias de la fabricación en serie han estimulado la investigación. Los psicólogos y fisiólogos han adquirido nuevos conocimientos sobre el funcionamiento de nuestros cerebros y cuerpos. En la actualidad, los diseñadores e ingenieros se basan en la investigación de los factores humanos, como por ejemplo, los estudios 10 Enciclopedia encarta 2005

experimentales de datos antropométricos (medidas corporales) y facilidad de uso, para ayudar a fabricar productos más fáciles de entender, más seguros de manejar y mejor adaptados al cuerpo humano. Los ancianos, los niños y los discapacitados son grupos especiales que pueden ser objeto de análisis ergonómicos. El estudio de las medidas del cuerpo humano, la investigación, la recopilación y el análisis de datos son características especiales de la ergonomía, estos datos varían de acuerdo al sexo, edad, raza, o nivel socioeconómico, de allí se establecen diferencias entre estos aspectos 11 La antropometría sirve de pauta en el diseño de los objetos y espacios arquitectónicos. Al ser prolongaciones o contenedores del cuerpo, deben estar determinados por sus dimensiones. 12 Estas dimensiones son de dos tipos esenciales: estructurales y funcionales. Las estructurales son las de la cabeza, troncos y extremidades en posiciones estándar. Mientras que las funcionales o dinámicas incluyen medidas tomadas durante el movimiento realizado por el cuerpo en actividades especificas. Al conocer estos datos, es posible desarrollar el proyecto con medidas mas precisas que permitirán desarrollar un elemento acorde a las necesidades del pasciente y facilitara la optimización de recursos en el proyecto a desarrollar.

11 IBIDEM 12 Panero J, Zelnik M, las dimensiones humanas en los espacios interiores, estandares antopómetricos,Barcelona.1983:23

A través de la antropometría y la biomecánica, se podrá realizar un análisis de las medidas del pie del paciente, con el fin de aproximar las dimensiones del elemento que se propondrá para este proyecto. El proceso de medición realizado al paciente, fue desarrollado a través de un molde en yeso, que posteriormente fue realizado en fibra de vidrio, con el fin de brindar una solución que se ajuste mejor a las características del miembro inferior del al paciente.

IMAGEN N° 16

IMAGEN N°15

Al sacar el molde del miembro inferior afectado fue necesario garantizar una configuración de 90° entre el antepié y el pie, para que en el desarrollo del elemento pudieran ser conservados. CARACTERÍSTICAS GENERALES PARA LA FABRICACIÓN DE UNA ORTESIS13

Una ortesis es un artilugio de material diverso que se utilizará para fijar, deformar, corregir y/o alzar una extremidad. Actualmente existen en el ámbito nacional e internacional asociaciones que se dedican al estudio y fabricación de prótesis y ortesis, al igual que existen profesionales que han hecho de esta necesidad su actividad y profesión. La ortesis puede ser de utilización temporal o definitiva en cuyo caso la construcción de la misma y la mecanización será totalmente diferente. Los dispositivos ortopédicos han de estar totalmente acoplados al miembro, deben ser como una segunda piel. Esta es quizás la condición fundamental para que funcionen bien y el paciente los acepte, su función es generalmente corregir, bloquear o facilitar el movimiento, pero esto no se consigue si la persona no acepta el artilugio.

13 Josep Maria Fonollosa Pla, Josep Ma Fonollosa Pla, Alejandro Fonollosa Calduch Diseño de

prótesis y aparatos de ortodoncia- 2004

Hay diferentes aspectos que deben evaluarse a la hora de diseñar una ortesis como son su funcionalidad, estética y ligereza, además de las características propias de la persona. A continuación se definen algunas características importantes. Es muy importante que el dispositivo ayude en la marcha. Moldeado perfecto, que sea como una segunda piel. Liviana, que tenga el mínimo peso. Evitar las rozaduras o presiones innecesarias. Utilizar refuerzos y materiales que amortigüen el rozamiento. Que sea convincente, que la persona se sienta mejor y que su utilización no sea más incapacitante. Que se pueda lavar. Fácil de poner y quitar. Ha de estar muy bien fijada para que no se mueva al andar, ya que este movimiento haría perder la confianza de la persona.

CAPITULO II 2.0 MARCO PROYECTUAL 2.1 ANALOGIAS Y TIPOLOGIAS El análisis de analogías y tipologías es un ejercicio importante, ya que ayuda a identificar características y deficiencias importantes de otros productos, que pueden ser utilizadas para enriquecer el proyecto planteado. ANALOGIAS 1) Royce Medical Equalizer: La Alternativa más Confortable al Yeso Inmovilizador tibio-maleolar indicado para el tratamiento de todos los problemas ligamentosos del tobillo, esguinces y fracturas maleolares. Segundo periodo de inmovilización en fracturas de tibia-peroné.

EVALUACION VENTAJAS DESVENTAJAS

Maneja materiales suaves en la parte inferior, que brindan comodidad y confort. por los materiales utilizados, ( telas) puede ocasionar mucha sudoración

Los sistemas de cierre son simples y fáciles de ensamblar. No permite grados de movilidad controlados La parte frontal no está estructurada y puede permitir movimientos dañinos.

2) Tobillera Honey Comb Hecha para crear zonas de confort con diferentes niveles de compresión e inmovilización. Múltiples agujeros de ventilación aseguran una sujeción fresca y transpirable. Diseño de la almohadilla tridimensional y antideslizante se ajusta a la perfección a la anatomía del tobillo por su especial textura.

EVALUACIÓN VENTAJAS DESVENTAJAS

Maneja materiales, que brindan comodidad y confort. No presenta una estructura lo suficientemente fuerte para brindar estabilidad. Los sistemas de cierre son simples y fáciles de ensamblar. La parte frontal del pie queda sin protección e inmovilización.

3) Inmovilizador Traumatología del tobillo y del pie (inmovilización provisional antes del yeso). Utilización post-operatoria después de la intervención de la tibia, tobillo o medio pie. Equinismo neurológico (arnés de postura nocturna). Permite regular la flexión y la extensión del pie a voluntad gracias a dos cinchas de ajuste lateral. Único anti - patinazos. Se proporciona un estabilizador, para la posición horizontal en la cama para mantener el pie en ángulo recto sin desequilibrio lateral.


Maneja materiales suaves en la parte inferior, que brindan comodidad y confort. El sistema de ajuste no es muy seguro y puede variar la presión con el uso

En la suela maneja materiales antideslizantes. Puede permitir muchos grados de libertad en la flexión, que peden ocasionar complicaciones al caminar. Es fácil de usar. No tiene buena apariencia estética

4) Inmovilizador De Tobillo TMH9011 Confeccionado con espuma de poliéster de baja densidad panelada por

ambas caras con un tejido de poliamida de tacto suave y agradable. Su interior está forrado por una funda tipo toalla (algodón y poliéster) que le da una mejor sujeción y mayor absorción del sudor. Está formado por dos piezas que se adaptan al tobillo con cintas de tipo "Velcro" para que se sujete firmemente. Lleva dos férulas de aluminio en la parte anterior de la pierna y una a cada lado del

tobillo, dándole una sujeción firme y estable. Traumatismos de pierna. Inmovilización posquirúrgica en: Cirugía de la tibia y el peroné. Cirugía maleolar. Cirugía del tobillo y del pie. Procesos inflamatorios. Patología del tendón de Aquiles.


Maneja materiales suaves en la parte inferior, que brindan comodidad y confort. Por los materiales utilizados, ( telas) puede ocasionar mucha sudoración que podría infectar la herida y presentar malos olores.

En la suela maneja materiales antideslizantes. El color que maneja no es muy adecuado, debido a que se ensucia fácil y puede presentar mala apariencia. Maneja elementos estructurales La parte de los dedos puede

en las partes laterales para brindar estabilidad. resultar comprometida y ensuciarse muy fácil ya que está muy cerca al piso. 5) Sober Omni-Walker Arnés montado sobre el calzado (Ref. OMNI) El Sober Omni-Walker es indispensable para tratamientos de recuperación del pie y la pierna

Articulaciones regulables. Alternativa al yeso y las resinas. Diferentes tallas. Descripción: Bota para andar post-operatoria y post-traumática con articulaciones regulables. Tres posiciones diferentes de inmovilización (80º, 90º, 100º). Posibilidad de flexión-extensión libre. Zapato confortable movible y lavable, cierres de velcro. Indicaciones: Traumatología y cirugía del tobillo y del pie. Utilización en la ruptura del tendón de Aquiles, operado o no.

Después de observar las analogias y sus diferentes características, se realizará un sistema de clasificación, que valorará la importancia de cada ítem. Para esto se manejarán valores que van desde el número 1, hasta el número 5. Se tomara el número 5 como la calificación de mayor importancia y mayor aporte para el proyecto.la función de la numero 5 se tendrá en cuenta ya que es muy interesante el sistema de rotación que maneja para el tobillo.

TABLA DE CALIFICACIÓN Analogías Estructura Material Apariencia Seguridad función Analogía 1 5 4 4 4 2 Analogía 2 2 5 4 3 2 Analogía 3 3 4 3 3 4 Analogía 4 4 3 4 5 4 Analogía 5 5 5 2 5 5

Realizado el análisis y la calificación de las analogías, se tomaran los aspectos que se consideran de mayor importancia y los que tengan mayor calificación. Por ejemplo se tendrán muy en cuenta los materiales utilizados en la analogía #2, la estructura o forma de inmovilizar de la #1, la #4 y la #5, la apariencia de la #4 y la seguridad de la #5.

TIPOLOGIAS Las ortesis son elementos externos utilizados para prevenir, corregir o controlar deformidades osteomusculares. Existen diferentes tipos de ortesis dependiendo de la patología y las necesidades particulares del paciente. 1) ORTESIS DE MIEMBRO INFERIOR Modelo Kafo Articulacion Importada Ortesis larga-rodilla-tobillo-pie. Con o sin apoyo Isquiatico. MATERIALES: Polipropileno, Articulaciones en duraaluminio inoxidable, Becker, Gillete importadas. TRATAMIENTO: Post-operatorio, post-trauma, secuelas polio, hemiplejia, etc.


Las articulaciones son manejadas en materiales resistentes a la tracción y las fuerzas ejercidas por el pie durante la marcha.

El material utilizado es resistente y flexible Demasiada superficie de contacto, que genera calor y sudoración constante. La parte lateral esta estructurada para evitar torceduras de cualquier tipo.

2)MODELO AFO(O.T.P.)ARTICULACION IMPORTADA (UNIDAD) Cuello de pie-pie, ortesis con articulación en el tobillo Becker o Gilete Férula a 90 grados. Dinámica. MATERIALES: Polipropileno, Copolimero, Polietileno, Acolchonado internamente (opcional, correas en velcro. Papel de transferencia (8 Diseños Opcional). TRATAMIENTO: Fisiológico con dorsiflexión de pie, post-trauma, hemiplejia, etc.


Maneja materiales resistentes, asépticos. No tiene sistema de sujeción en la parte inferior por encima del tobillo, lo que genera desajuste entre la ortesis y el pie. Es muy cerrado, puede generar mucho calor y rozamiento en diferentes partes del pie. Es dinámica, puede manejarse articulada o fija como una férula a 90 grados.

3)Modelo Afo(O.T.P.) Fijo (Unidad) Cuello de pie-pie, ortesis Férula a 90 grados. MATERIALES: Polipropileno, Copolimero, Polietileno, Acolchonado internamente (opcional, correas en velcro. Papel de transferencia (8 Diseños Opcional). TRATAMIENTO: Post-trauma, hemiplejia, Pie caído, etc..


Maneja materiales suaves en la parte interior, que brindan comodidad y confort. No permite la articulación del tobillo, por lo tanto debe ser utilizado solo durante el primer periodo de incapacidad.

Liviano y seguro, con tres sistemas de cierre que garantizan la sujesion con el pie. No puede ser utilizado con zapato.

4)Ortesis Pasivas

EVALUACIÓN

VENTAJAS DESVENTAJAS Son livianas y están hechas de materiales resistentes Son utilizadas solo como férulas que mantienen el pie a 90 grados, bloqueando la rotación del pie al caminar. Pueden ser utilizadas con zapatos, que es lo que buscan las personas que sufren de pie caído.

Tienen sustracciones en la superficie, que disminuyen el contacto con la piel y proporcionan fres cura y ventilación.

Se realizara la clasificación a través del mismo método utilizado para clasificar las analogías, se tendrán en cuenta las ventajas descritas para aplicarlas en la propuesta definitiva, y se analizaran las desventajas con el fin de mejorar estos aspectos.

TABLA DE CALIFICACIÓN Tipologías Estructura Material Apariencia Seguridad función Tipología 1 5 5 3 4 4 Tipología 2 2 5 2 3 3 Tipología 3 4 4 3 5 3 Tipologías 4 4 4 4 3 3

Las características observadas en estos productos, sirven de ayuda para la concepción y realización de la alternativa, ya que brindan información valiosa acerca de los conceptos, la experiencia y las tendencias utilizadas por el medio en la actualidad.

2.2 LIMITES Y ALCANCES

Se realizara la respectiva comprobación frente al señor Rafael Arroyabe de 29 años de edad quien sufre de pie caído a causa de un tiro a nivel abdominal, demostrando la eficiencia y la funcionalidad con respecto a sus requerimientos y necesidades. El modelo funcional será desarrollado en fibra de vidrio, material que brinda facilidad de producción, resistencia y durabilidad.

Por ser un elemento 100% proximal y personalizado, no servirá para un amplio rango de la población.

La ortesis propuesta sirve para ser utilizada de manera pasiva y de manera activa para normalizar la marcha del paciente, pero no sirve como elemento rehabilitador o recuperador de la enfermedad.

2.3 DETERMINANTES DE DISEÑO 2.3.1 Parámetros y requerimientos de diseño TECNICO PRODUCTIVOS Se debe tener presente que la materia prima sea aséptica

Se propone utilizar materiales plásticos como ABS, PP, PS.Policarbonatos,fibras sinteticas.

El material debe permitir una buena manipulación y resistencia a los esfuerzos físicos.

Se propone utilizar materiales que garanticen la suficiente dureza como ABS, PP, PS

Se debe considerar el modo de producción del elemento ya que debe realizarse en la región.

El elemento debe pertenecer al modo de producción manufacturada o sumí industrial

Se debe tratar de agilizar y simplificar los procesos productivos con elementos prefabricados

El elemento puede utilizar para su propósito, mecanismos comerciales.

Se debe tener presente que el diseño puede requerir de maquinaria especializada a nivel industrial para la producción.

El elemento requiere de procesos industriales plásticos como termo formado, inyección entre otros. También podría requerir maquinado

REQUERIMIENTOS DE DISEÑO FUNCIÓN Se debe tener presente que el elemento debe soportar esfuerzos

El elemento soportará el peso del discapacitado más esfuerzos de compresión, entre otros.

La piel es vulnerable a roces y se corta con facilidad.

Se evitará las terminaciones con filo y / o cortantes para no atentar contra el paciente.

Debe contemplarse un acabado que permita la desinfección del elemento

El material del elemento será en ABS, PP, PS, Poliamidas (PA) o fibras sintéticas.

El elemento deberá ajustarse a la pierna

Será fácil de poner y quitar.

La respuesta de diseño debe proporcionar mejoría en la marcha del paciente

La ortesis no dejara que el pie caiga

REQUERIMIENTOS DE DISEÑO ESTRUCTURALES Debe tenerse en cuenta que la cantidad de elementos sean mínimas

El elemento tendrá una cantidad de componentes inferior a 5 piezas.

Se debe tener presenta la estabilidad a partir de los puntos de apoyo del elemento

El elemento será diseñado de acuerdo con los movimientos biomecánicos de la parte distal

de las extremidades inferiores Debe ser liviana, que tenga el mínimo peso.

El elemento pesará +/- 500g

REQUERIMIENTOS DE DISEÑO SEGURIDAD Se debe tener presente que los materiales utilizados deben reducir el rango de sudoración en el paciente.

Se propone un elemento que permita la ventilación constante

Debe contemplarse la estabilidad del elemento de apoyo.

la superficie de contacto del elemento será equivalente a la mitad de la longitud del peroné del pasciente

El elemento no debe causar rozamiento

Se evitará el contacto de materiales rígidos con la piel, para no causar herida por rozamiento.

ANTROPOMETRIA Se realizara el diseño centrado en el usuario para sacar medidas precisas del elemento.

Se propone realizar un molde de la persona que sufre la secuela de pie caido

FORMALES Se debe tener en cuenta la unidad formal del elemento con la morfología del pie

El elemento manejara las formas anatómicas de la extremidad inferior afectada

Debe contemplarse el tono y el color del elemento

El elemento será de colores neutros, que comuniquen limpieza y pureza.

Se debe tener presente que el elemento comunique el uso al paciente.

La forma indicará cómo se ajusta a la extremidad inferior.

2.4 ALTERNATIVAS DE DISEÑO Alternativa # 1


Maneja resortes y elastómeros en analogía con los músculos del pie que realizan la dorsiflexión. Existe mucha área de contacto con la pierna y el pie que ocasionan sudoración y calor.

Garantiza la posición del pie a 90° y después de la extensión del pie los resortes ayudan con la dorsiflexion. .

Posiblemente la posición de los resortes y los elastómeros estorben en el momento de ponerse el calzado. Brinda estabilidad al tobillo. Maneja muchos elementos que pueden complicar su uso

TABLA DE CALIFICACIÓN Estructura Material Apariencia Seguridad función 1 2 3 4 5

Alternativa # 2 MODELO FUNCIONAL DE LA ALTERNATIVA IMAGEN N° 17

EVALUACIÓN

VENTAJAS DESVENTAJAS Maneja sustracciones y menos material, disminuyendo su peso. El cilindro utilizado en la parte trasera no es coherente formalmente con la ortesis Puede ser utilizada con calzado, debido a que el mecanismo está por encima de la superficie del pie cubierto por las zapatillas.

El cilindro puede bloquearse o pegarse al ser utilizado.


IMAGEN N°18

IMAGEN # 19

Alternativa #3


Brinda seguridad estructural, pues se debe utilizar material que soporten los esfuerzos generados por el mecanismo.

Por la posición del resorte se puede ver afectado el funcionamiento Debe haber una extensión del pie muy amplia, para que el mecanismo pueda actuar


Alternativa # 4


Abarca gran cantidad de la superficie del pie lo que puede generar confianza y seguridad en el usuario

Demasiado material y estructura para su función.

Pueden ser utilizadas con zapatos, que es lo que buscan las personas que sufren de pie caído. Puede generar mucho calor


Alternativa # 5


es liviana y están hechas de materiales resistentes Al manejar poco material se debe estructurar muy bien los bordes para brindar más resistencia. Pueden ser utilizadas con zapatos, que es lo que buscan las personas que sufren de pie caído.

Tienen sustracciones en la superficie, que disminuyen el contacto con la piel y proporcionan frescura y ventilación.

El mecanismo propuesto es interno y no afecta la estética del elemento


Alternativa # 6


Es liviana y fácil de ocultar a la vista. Al utilizar un solo punto de ajuste puede resultar insegura. Pueden ser utilizadas con zapatos, que es lo que buscan las personas que sufren de pie caído.

Su estructura es simple


2.4.1 CRITERIOS DE EVALUACIÓN Para cada alternativa se ha determinado un sistema de evaluación compuesto por diferentes factores relevantes en el diseño de productos, estos son: • Estructura • Material • Apariencia • Seguridad • Función

Cada alternativa fue clasificada dentro de estos componentes y calificada dentro de los mismos con un valor ascendente de 1 a 5, donde 5 corresponde a la más alta calificación. Basados en su descripción fue posible asignar cada uno de los valores antes escritos. Se tuvieron en cuenta las ventajas y desventajas así como cada una de las características que debe tener una ortesis, para así poder asignar un valor más acertado de calificación.

2.4.1.1 RESULTADOS DE EVALUACIÓN Como resultados de la evaluación se escogió la alternativa que se ajustara más a los parámetros que debe contener una ortesis, y se concluye que esta debe ser liviana, se debe ajustar perfectamente a la piel, entre menos material tenga la ortesis, la posibilidad de rozaduras y presiones en la piel disminuirá haciendo el elemento más funcional y más convincente para el paciente. Su valor estético es también un factor muy importante a tener en cuenta, pues esta característica es determinante y muy importante para los pacientes.

2.4.1.2 EVALUACIÓN DE LA ALTERNATIVA ESCOGIDA También se desarrollo un análisis basado en la antropometría, la ergonomía y la biomecánica del elemento.

ALTERNATIVA # 5

• Es liviana • Poca superficie de contacto, lo que disminuye el calor, la

sudoración los roces y las presiones innecesarias. • Su mecanismo es interno lo que le brinda una apariencia estética

más agradable • Posee dos puntos de sujeción para asegurar que este bien

ajustada al cuerpo. • Puede ser utilizada con el calzado

2.5 DESARROLLO DE LA PROPUESTA 2.5.1 DESARROLLO FORMAL Después de obtener el molde del pie en yeso fue ne3cesario hacerlo nuevamente en fibra de vidrio, para poder modelar sobre el la ortesis, y asi garantizar una adecuada interacción entre el miembro afectado y el elemento.

IMAGEN N° 21

2.5.2 DESARROLLO FUNCIONAL El desarrollo funcional de la alternativa escogida, fue a través de piezas maquinadas, resortes y rodamientos de bolas, garantizando un excelente ajuste entre cada una de las piezas.

IMAGEN N° 22

IMAGEN N° 23

2

1

Las piezas maquinadas fueron ubicadas en la parte de la ortesis que cubre el antepie, ( N°1) y en la parte que comprende el pie ( N°2); en la pieza N°2 en el espacio entre las paredes se ubican los resortes para el posterior ensamble con la otra pieza. 2.5.3 DESARROLLO ESTRUCTURAL El modelo funcional fue desarrollado en fibra de vidrio material que brinda resistencia a la flexión y a la compresión, utilizada en la industria carrocera de la región para hacer las carcasas de los vehículos, sin embargo fueron ubicados cordones de fibra en todos sus bordes para evitar posibles fracturas por estas partes.

IMAGEN N° 24

IMAGEN N° 25

2.5.4 DESARROLLO POR FACTORES FACTOR HUMANO - ERGONÓMICO Muchos objetos están diseñados en base a juicios intuitivos, normas empíricas, estándar o de fabricación, que suelen dejar de lado al factor humano. Una adaptación inadecuada entre el individuo y su entorno afecta al confort e incluso a la seguridad, por lo que un diseño debe

respetar ante todo las dimensiones y la dinámica del cuerpo, propiciando una mejora en la calidad de vida. El empleo de moldes y dimensiones personalizadas al diseñar y la función que se tenía propuesta hicieron que se pudieran establecer relaciones correctas entre el usuario y el objeto. FACTOR TECNOLÓGICO El proceso de desarrollo para este tipo de elementos se basa en el diseño centrado en el usuario y debe fabricarse de manera artesanal para garantizar la coherencia formal entre el elemento y el paciente FACTOR ECONÓMICO Un elemento ortopédico debe ser diseñado pensando siempre en el factor económico, es labor del diseñador desarrollar productos económicos no solo bajando el consumo de materia prima, sino también diseñando de tal forma que los procesos de producción, de ensamble y su empaque optimicen tiempos y procesos que bajen los costos de producción y hagan eficaces los procesos. Logrando esto será posible lanzar al mercado productos con excelentes características y bajo costo. FACTOR SOCIAL Y POLÍTICO Toda la población puede en algún momento determinado sufrir de alguna secuela o enfermedad, por lo tanto es labor de los profesionales y del estado fomentar el desarrollo de propuestas que apunten al mejoramiento de la calidad de vida de las personas.

2.6 VERIFICACIÓN DE LA PROPUESTA La verificación de la propuesta fue realizada bajo tres parámetros: Revisión del modelo por parte de el especialista y por parte de personal especializado en la fabricación de elementos ortopédicos, en este caso almacén ortopédica del otun y ortomedica. ( ver anexo N°1) Toma de fotografías marcando la diferencia en los angulos del pie con y sin la ortesis, con respecto al eje horizontal. 2.6.1 COMPROBACIÓN DE CAMPO Para la comprobación de campo fue desarrollado un video, donde el paciente realiza un periodo de marcha sin la ortesis, y otro con la ortesis y su zapato, de allí surgen algunas conclusiones:

CONCLUSIONES DEL PRODUCTO En el cuadro N° 4 se observa como la persona debe levantar mas la rodilla para evitar que el pie se arrastre, según la cuadricula la rodilla esta un punto por encima con respecto a la imagen del cuadro N° 4 en donde se esta utilizando la ortesis, también se observa que mientras no se utiliza la ortesis el periodo de marcha se hace mas largo, pues se debe primero levantar el pie y después avanzar, mientras que con el uso de la ortesis se visualiza un movimiento de elevación combinado con avance . En el cuadro N°5 se observa la caída del pie con respecto al eje horizontal, y se evidencia una mejora notable con respecto a las coediciones normales donde el pie debe apuntar hacia la dorsiflexion. Finalmente en el cuadro N° 7 se observa que el paso es mas corto con la utilización de la orteis, ya que al estabilizar el pie, el contacto con el piso puede hacerse de una manera mas normal y no es necesario extender el paso para que el pie caiga plano sobre la superficie del suelo.

CONCLUSIONES GENERALES

El trabajo de campo y la interacción directa con el colaborador es indispensable para el desarrollo de la propuesta de diseño.

Es importante conocer sobre los procesos productivos y las posibilidades tecnológicas de la región para así generar propuestas que sean fácilmente desarrollables por la industria.

El diseñador debe enfocar sus conocimientos al desarrollo de productos que mejoren la calidad de vida de las personas.

3.0 MARCO REFERENCIAL CAPITULO 3 3.1 BIBLIOGRAFÍA

Diseño industrial: guía de materiales y procesos de manufactura, editorial limusa s.a, primera edición, 2004 Mariano Núñez Samper ,Luis Fernando Llanos Alcázar, biomecánica, medicina y cirugía del pie, publicado en 2007 Elsevier España Josep Maria Fonollosa Pla, Josep Ma Fonollosa Pla, Alejandro Fonollosa Calduch Diseño de prótesis y aparatos de ortodoncia- 2004 Panero J, Zelnik M, las dimensiones humanas en los espacios interiores, estandares antopómetricos,Barcelona.1983:23 Enciclopedia encarta 2005 Carlos Mario Agudelo, clase de ergonomía , diseño industrial http://www.podoortosis.com/a_introduccion/a01f.htm http://www.salud.com/enfermedades/sindrome_charcot-marie-tooth.asp http://www.mda.org/espanol/esp-fa-cmt.html http://cochrane.bvsalud.org/cochrane/main.php?lib=BCP&searchExp=pie%20and%20caido&lang=es http://www.ugr.es/~dlcruz/musculos/musculos/tibial%20anterior.htm http://www.fellows.rcsed.ac.uk/personal/jbarrie/hyperbook/hist_exam.htm

www.mincomunicaciones.gov.co/mincom/src/index.jsp?page=./mods/contenido/view_page&id=136&state=V

3.2 ANEXOS ANEXO N° 1

ANEXO N° 2

ANEXO N° 3 DIMENSIONES GENERALES

ANEXO N° 4

ANEXO N° 5

POSIBLES MATERIALES A UTILIZAR El ABS Es el nombre dado a una familia de termoplásticos. El acrónimo deriva de los tres monómeros utilizados para producirlo: acrilonitrilo, butadieno y estireno. En la actualidad el ABS se produce, preponderantemente, por medio de la polimerización del estireno y el acrilonitrilo en presencia de polibutadieno, quedando como producto una estructura de polibutadieno, conteniendo cadenas de SAN (estireno acrilonitrilo) injertados en él. Estructura del ABS La estructura del ABS es una mezcla de un copolímero vítreo (estireno – acrilonitrilo) y un compuesto elástico, principalmente el polímero de butadieno. La estructura con la fase elastómera del polibutadieno (forma de burbujas) inmersa en una dura y rígida matriz SAN. El ABS es un plástico más fuerte, por ejemplo, que el poliestireno debido a los grupos nitrilo. Estos son muy polares, así que se atraen mutuamente, permitiendo que las cargas opuestas de los grupos nitrilo puedan estabilizarse. Esta fuerte atracción sostiene firmemente las cadenas de ABS, haciendo el material más fuerte. También el polibutadieno, con su apariencia de caucho, hace al ABS más resistente que el poliestireno.

Propiedades Los materiales de ABS tienen importantes propiedades en ingeniería, como buena resistencia mecánica y al impacto combinado con facilidad para el procesado. La resistencia al impacto de los plásticos ABS se ve incrementada, al aumentar el porcentaje de contenido en butadieno, pero disminuyen entonces las propiedades de resistencia a la tensión y disminuye la temperatura de deformación por calor. El amplio rango de propiedades que exhibe el ABS se debe a las propiedades que presentan cada uno de sus componentes. El acrilonitrilo proporciona: • Resistencia térmica • Resistencia química • Resistencia a la fatiga • Dureza y rigidez

El butadieno proporciona: • Ductilidad a baja temperatura • Resistencia al impacto • Resistencia a la fusión

El estireno proporciona: • Facilidad de procesado (fluidez) • Brillo • Dureza y rigidez

La mayoría de los plásticos ABS son no tóxicos e incoloros. Pueden ser extruidos, moldeados por inyección, soplado y prensado. Generalmente los grados de bajo impacto son los que más fácil se procesan. Los de alto impacto son más dificultosos porque al tener un mayor contenido en caucho los hace más viscosos. Dentro de una variedad de termoplásticos el ABS es importante por sus balanceadas propiedades. El ABS se destaca por combinar dos propiedades muy importantes, como ser la resistencia a la tensión y la resistencia al impacto en un mismo material, además de ser un material liviano. Resistencia a la abrasión Alta

Permeabilidad Todos los grados son considerados impermeables al agua, pero ligeramente permeables al vapor.

Propiedades relativas a la fricción

No los degradan los aceites son recomendables para cojinetes sometidos a cargas y velocidades moderadas

Estabilidad dimensional

Es una de las características más sobresalientes, lo que permite emplearla en partes de tolerancia dimensional cerrada. La baja capacidad de absorción de la resina y su resistencia a los fluidos fríos, contribuyen a su estabilidad dimensional

Pigmentación La mayoría de estas resinas están disponibles en colores estándar sobre pedido. Se pueden pigmentar aunque requieren equipo especial.

Facilidad de unión

Se unen fácilmente entre sí y con materiales plásticos de otros grupos mediante cementos y adhesivos

Cap. de absorción Baja

Propiedades ambientales

La exposición prolongada al sol produce una capa delgada quebradiza, causando un cambio de color y reduciendo el brillo de la superficie y la resistencia a la flexión. La pigmentación en negro provee mayor resistencia a la intemperie

Resistencia química

Generalmente buena aunque depende del grado de la resina, de la concentración química, temperatura y esfuerzos sobre las partes. En general no son afectadas por el agua, sales inorgánicas, álcalis y por muchos ácidos. Son solubles en ésteres, acetona, aldehídos y en algunos hidrocarburos clorados

Formado Se adaptan bien a las operaciones secundarias de formado. Cuando se calientan, los perfiles extruidos, se pueden doblar y estampar.

Facilidad de maquinado

Sus características son similares a las de los metales no ferrosos, se pueden barrenar, fresar, tornear, aserrar y troquelar

Acabados superficiales

Pueden ser acabados mediante metalizado al vacío y electro plateado

Resistencia a la fatiga

Se presenta para cargas cíclicas o permanentes mayores a 0.7 Kg mm2

Recocida Se mantiene 5° C arriba de la Temp. de distorsión durante 2 a 4 h.

PP. POLIPROPILENO El PP es un termoplástico que se obtiene por polimerización del propileno. Los copolímeros se forman agregando etileno durante el proceso. El PP es un plástico rígido de alta cristalinidad y elevado Punto de Fusión, excelente resistencia química y de más baja densidad. Al adicionarle distintas cargas (talco, caucho, fibra de vidrio, etc.), se potencian sus propiedades hasta transformarlo en un polímero de ingeniería. (El PP es transformado en la industria por los procesos de inyección, soplado y extrusión/termoformado.) Usos Contenedores moldeados para alimentos congelados que se pueden calentar después en el mismo contenedor Indicadores de nivel de líquido caliente Tubería transparente Recipientes para cafeteras Jeringas medicas, materiales para laboratorio Componentes para equipo de microondas

PS POLIESTIRENO PS Es un polímero de estireno monómero (derivado del petróleo), cristalino y de alto brillo. PS Alto Impacto: Es un polímero de estireno monómero con oclusiones de Polibutadieno que le confiere alta resistencia al impacto. Ambos PS son fácilmente moldeables, a través de procesos de: Inyección, Extrusión/Termoformado, Soplado. Potes para lácteos (yogurt, postres, etc.), helados, dulces, etc. Envases varios, vasos, bandejas de supermercados y rotiserías. Heladeras: contrapuertas, anaqueles.

Cosmética: envases, máquinas de afeitar descartables. Bazar: platos, cubiertos, bandejas, etc. Usos Paneles y perillas de equipos domésticos Utensilios domésticos y procesadores de alimentos Envase desechables de bebidas Juguetes Instrumental medico Empaques decorativos

Diseño industrial: guía de materiales y procesos de manufactura, editorial limusa s.a, primera edición, 2004

ORTESIS PARA MEJORAR LA MARCHA DE LAS PERSONAS QUE SUFREN DE PIE CAIDO ESTUDIANTE LISANDRO REYES PATIÑO COD.9869065 UNIVERSIDAD CATOLICA POPULAR DEL RISARALDA FADULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO DISEÑO INDUSTRIAL PEREIRA-2008

ORTESIS PARA MEJORAR LA MARCHA DE LAS PERSONAS QUE SUFREN DE PIE CAIDO ESTUDIANTE LISANDRO REYES PATIÑO COD.9869065 TESINA PARA OPTAR POR EL TITULO DE DISEÑADOR INDUSTRIAL TUTOR: CARLOS LONDOÑO INGENIERO MECANICO UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA UNIVERSIDAD CATOLICA POPULAR DEL RISARALDA FADULTAD DE ARQITECTURA Y DISEÑO DISEÑO INDUSTRIAL PEREIRA-2008

CONTENIDO

I. GLOSARIO II. INTRODUCCIÓN 1.0 MARCO TEÓRICO CAPITULO 1 1.1 IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA 1.2 FORMULACION DEL PROBLEMA 1.3 JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA 1.4 FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS 1.5 OBJETIVOS 1.5.1 OBJETIVO GENERAL 1.5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1.6 SÍNTESIS ANTECEDENTES HISTÓRICOS 1.7 ANTECEDENTES TEORICOS 2.0 MARCO PROYECTUAL CAPITULO 2 2.1 ANÁLISIS DE TIPOLOGÍAS 2.2 ALCANCES 2.3 DETERMINANTES DE DISEÑO 2.3.1 REQUERIMIENTOS Y PARAMETROS 2.4 ALTERNATIVAS DE DISEÑO 2.4.1 CRITERIOS DE EVALUACIÓN 2.4.1.1 RESULTADOS DE EVALUACIÓN 2.4.1.2 EVALUACIÓN DE LA ALTERNATIVA ESCOGIDA 2.5 DESARROLLO DE LA PROPUESTA 2.5.1 DESARROLLO FORMAL 2.5.2 DESARROLLO FUNCIONAL 2.5.3 DESARROLLO ESTRUCTURAL 2.5.4 DESARROLLO POR FACTORES 2.6 VERIFICACIÓN DE LA PROPUESTA 2.6.1 COMPROBACIÓN DE CAMPO 3.0 MARCO REFERENCIAL CAPITULO 3 3.1 BIBLIOGRAFÍA 3.2 ANEXOS TEÓRICOS

I. GLOSARIO TÉRMINOS GENERALES Ortesis: dispositivo ortopédico que reemplaza parcial o totalmente las funciones de un miembro con incapacidad física, invalidez o disimetría. Proximal Y Distal: En los miembros se usan los términos para indicar lo más lejano y lo más cercano, respectivamente, con respecto a la raíz del miembro. Flexión: cuando los dos segmentos de una articulación se aproximan mutuamente y se disminuye el ángulo de la articulación. Extensión: Cuando los dos segmentos de una articulación se “enderezan” y se aumenta el ángulo de la articulación. Aducción: El segmento se mueve acercándose a la línea media. Abducción: El segmento se mueve alejándose de la línea media. Rotación Interna O Medial: Es el giro hacia adentro de una parte en torno de su eje. Rotación Externa O Lateral: Es el giro hacia afuera de una parte en torno de su eje. Alcance De Movimientos: Variabilidad de movimientos de una extremidad. Articulación: El lugar de unión/contacto entre dos o más huesos, tejido cartilaginoso o cartílago y hueso. Movimiento articular: Recorrido de un segmento corporal o palanca ósea desde una articulación específica, normalmente axial o angular

(alrededor de un eje particular) y paralelo a un plano, o alrededor de un eje y plano oblicuo. Arco de movimiento: La amplitud de movimiento (grado de recorrido) o desplazamiento angular/axial total permitido por cualquier par de segmentos corporales adyacentes. Arco de movimiento normal: La cantidad o excursión total a través del cual porciones/segmentos corporales pueden moverse dentro de sus límites anatómicos de la estructura articular, i.e., antes de ser detenidos por estructuras óseas ligamentosas o musculares. Flexibilidad: El alcance total (dentro de los límites de dolor) de una parte del cuerpo a través de su arco de movimiento potencial. La habilidad de un músculo para relajarse y producir una fuerza de estiramiento. La extensibilidad de tejido peri- articular (estructuras que circundan y cruzan las articulaciones) para permitir un movimiento normal o fisiológico de una articulación o extremidad corporal. Flexibilidad adecuada: El estado ideal de longitud y elasticidad de las estructuras cruzando las articulaciones y afectando un movimiento articular sencillo o doble (tal como los músculos posterior al muslo cruzando la cadera y las articulaciones de la rodilla). Estiramiento: Descripción de una actividad que aplica una fuerza deformadora a lo largo del plano de un movimiento. Movilización: Describe la aplicación de una fuerza, a través de planos rotatorios o translatorios de un movimiento articular. Movilización articular: Tracción pasiva y/o movimientos de deslizamientos aplicados en las superficies articulares, que mantienen o

restauran el juego normal articular permitido por la cápsula, de manera que puede llevarse a cabo el mecanismo de rodar-deslizar mientras se mueva el individuo. Estabilidad: La habilidad de una articulación/armazón óseo para amortiguar y resistir/aguantar movimientos sin ocasionar lesiones en las articulaciones y a sus tejidos circundantes, tales como lesiones de dislocación articular, esguinces (desgarres) de los ligamentos, o desgarres del tejido muscular. La resistencia o cohesión a desplazamientos de potencial dislocante. Laxitud (o flojedad): Describe el grado de estabilidad de una articulación, la cual depende de sus estructuras de soporte (ligamentos, cápsula articular y continuidad ósea). El grado de movimiento anormal de una articulación

II. Introducción

En el mundo hay aproximadamente 500 millones de personas en situación de discapacidad, según datos de la Organización de Naciones Unidas - ONU, en Colombia de acuerdo con las proyecciones del Departamento Nacional de Estadística DANE, el 12% de la población posee algún tipo de discapacidad física, sensorial o cognitiva, lo que se estima en 5.435.394, que se encuentran en constante aumento, debido a factores como la accidentalidad, la violencia intrafamiliar, el conflicto armado interno, entre otros. 1 La población con alguna discapacidad física o mental, de acuerdo con la encuesta realizada para evaluar el desarrollo humano del eje cafetero representa el 7%. Las discapacidades más comunes son: las dificultades para moverse o caminar (27%), desplazarse en trechos cortos (18%), ver a pesar de usar lentes (15%), usar brazos y manos (7%), oír, incluso con aparatos especiales (5%), el auto cuidado (4%), y hablar o comunicarse (4%). Basados en los datos estadísticos y en la incidencia de las discapacidades relacionadas con moverse o caminar, se trabajara una patología llamada pie caído, enfermedad descuidada en cuanto a soluciones se refiere; Generalmente el pie caído empieza con debilidad en los pies y los tobillos, dificultad en levantar el pie, tropiezos, caídas, torceduras y complicaciones en el periodo de marcha. Algunas personas encuentran soporte en el uso de botas o botines que den soporte a los tobillos, otros pueden necesitar aparatos ortopédicos u ortesis que ayuden y brinden seguridad al caminar. 1www.mincomunicaciones.gov.co/mincom/src/index.jsp?page=./mods/contenido/view_page&id=13 6&state=V, consultado el dia19 de mayo del 2006

CUADRO # 1

CAPITULO I 1.0 MARCO TEORICO 1.1 IDENTIFICACION DEL PROBLEMA( ÁREA PROBLEMÁTICA) Los discapacitados, en algunas ocasiones, tienen dificultad para realizar ciertas actividades consideradas por otros individuos como normales en su totalidad. Por ejemplo, como viajar en transporte público, subir escaleras, utilizar ciertos elementos o trasladarse de un lugar a otro sin dificultad de manera natural. Debido a que las personas con afectaciones en su integridad son cada vez mayores, llegando al 12% de la población mundial,2 se han dado a conocer cada vez más, como una población que requiere de suma atención por parte de la medicina, la ciencia y la industria. Ante esta situación, el mayor reto para este tipo de personas, ha sido persuadir a la sociedad de que no son una clase aparte. Tradicionalmente han sido compadecidos, ignorados, denigrados e incluso ocultados en instituciones. En la actualidad esta situación ha ido mejorando gracias a cambios en la legislación, a la actitud de la población y a la lucha de los discapacitados por sus derechos como ciudadanos e individuos productivos en un mundo laboral. Por ejemplo, dentro de esta población existen personas que presentan lesiones medulares, enfermedades neuromusculares, ictus, lesiones

2www.mincomunicaciones.gov.co/mincom/src/index.jsp?page=./mods/contenido/view_page&id=136&state=V

nerviosas periféricas o neuropatías, enfermedades que manifiestan entre muchos otros síntomas el pie caído. El pie caído puede deberse a un daño en cualquier parte de la motoneurona inferior entre la columna lumbosacra y los músculos de la dorsiflexión del tobillo. Las personas con síntomas de pie caído presentan dificultades en la marcha o desplazamiento natural bípedo, disminución en el rango de movimientos, perdida de la coordinación y la sensibilidad. Con el tiempo, muchos pacientes con pie caído, desarrollan contracturas que resultan en deformidades de los pies. Las contracturas ocurren porque, a medida que se debilitan algunos músculos alrededor de una articulación, otros permanecen fuertes, contrayendo y tensionando la articulación. Con el paso del tiempo, los huesos alrededor de la articulación se desplazan a posiciones anormales.


IMAGEN #1