Nueva broca gana el «Premio Biónico Internacional 2014»

Taladrar como las avispas de la madera – inspirado en las avispas de la madera: una nueva herramienta de perforación ayudará a los cirujanos a colocar prótesis de cadera. (Fuente: Fraunhofer IPA)

Inspirado en las avispas de madera: una nueva herramienta de perforación podría ayudar a los cirujanos a colocar prótesis de cadera. En el Premio Internacional Biónico 2014, obtuvo el segundo premio.

Cada año, en Alemania, alrededor de 200.000 pacientes reciben una articulación de cadera artificial. En la compleja operación, el ortopedista perfora un gran agujero con sección transversal rectangular en el hueso del muslo. Debe proceder con mucha precisión para que el implante quede firmemente ajustado y no se formen cavidades. Porque un relleno con cemento acortaría la durabilidad de la articulación artificial. Sin embargo, los cirujanos trabajan en gran medida a mano con varias limas.

Un equipo dirigido por el biotecnólogo Oliver Schwarz del Instituto Fraunhofer para Tecnología de Producción y Automatización IPA en Stuttgart ha desarrollado ahora un dispositivo neumático que facilita significativamente el trabajo y podría aumentar la precisión. Como la herramienta toma la naturaleza como modelo, el científico la presentó para el «Premio Internacional Biónico», donde fue galardonada con el segundo premio. Este premio de biónica, creado en 2008 por el VDI y la Fundación Schauenburg, se otorga cada dos años y está dotado con 10.000 euros. La ceremonia de este año tuvo lugar el 24 de octubre en Bremen.

La nueva herramienta de perforación puede hacer agujeros con sección transversal rectangular, ya que funciona según un principio inusual. Schwarz se inspiró en las avispas y avispillas que perforan agujeros de hasta 6 centímetros de profundidad en la madera para depositar sus huevos, y junto con su equipo trasladó ese principio a la tecnología. Muchas especies de avispas perforan en la madera agujeros profundos, hasta 6 centímetros, para poner sus huevos. Como no pueden rotar, raspan los huecos en el tronco de manera muy astuta. Su aguijón de puesta de huevos está formado por tres limas separadas que pueden moverse independientemente. Una especie de guía asegura que las partes permanezcan juntas. Al perforar, el trío de limas se mueve en un juego de vaivén ingenioso, avanzando y retrocediendo, y se va introduciendo en la madera por sí mismo. Los técnicos llaman a esto el principio de oscilación pendular. Mientras una parte se mueve, otra se engancha en el agujero, proporcionando la sujeción necesaria. De esta manera, el animal no necesita presionar su delicado aguijón, como sería necesario con una taladradora.

Incluso usable en el espacio o bajo el agua

Esta técnica de perforación ofrece ventajas significativas frente a los métodos tradicionales, no solo para cirujanos. Sobre todo, no está limitada a agujeros redondos. Como no hay rotación, también se pueden crear agujeros con sección triangular o poligonal. En estos, un taco se sujetaría mucho mejor, porque no puede girar. Además, no es necesario presionar mucho un taladro de oscilación pendular. Incluso podría usarse en el espacio o bajo el agua, donde es difícil ejercer una fuerza contra la herramienta. Para materiales porosos como el hueso, ha demostrado ser especialmente adecuada en las primeras pruebas. Se espera que el taladro para huesos en cirugías de cadera pese unos 1,5 kilogramos y tenga un buen agarre. Los diseñadores coordinaron especialmente con médicos para encontrar un diseño óptimo. La cabeza de lima, que consta de varias partes, se puede cambiar con un simple movimiento de mano y reemplazar por otra. Para poder esterilizar el aparato, puede desmontarse fácilmente. Cuando una empresa interesada esté lista, el equipo de Stuttgart planea construir un prototipo. Para aplicaciones de perforación no médicas, ya está en desarrollo para una empresa de renombre.