La bioingeniería de la UDC anticipa el éxito de las prótesis de rodilla

En un taller mecánico, una pieza desalineada se ajusta, se pule o se sustituye. En un quirófano de traumatología, sin embargo, el hueso no concede segundas oportunidades: los cortes de sierra en el fémur y en la tibia son irreversibles. Cuando tras una artroplastia total de rodilla la rótula no desliza con precisión milimétrica sobre la tróclea, el resultado para el paciente es desolador: dolor anterior persistente, desgaste acelerado del implante y el riesgo de una nueva intervención.

Para resolver este laberinto clínico, un equipo del Laboratorio de Enxeñaría Mecánica (LIM) del CITENI, en el Campus Industrial de Ferrol de la Universidade da Coruña (UDC), ha diseñado un pionero marco computacional basado en la dinámica de sistemas multicuerpo (multibody dynamics). La investigación, publicada en la prestigiosa revista Arthroplasty (Springer Nature, primer cuartil internacional), está firmada por los ingenieros Florian Michaud, Ánxela Pérez Costa y Daniel Dopico, en estrecha alianza con el cirujano ortopédico Simon Talbot, del hospital Western Health en Melbourne (Australia).

Frente a los métodos clásicos de elementos finitos, computacionalmente pesados y lentos, el modelo desarrollado en Ferrol genera y procesa un ‘gemelo digital’ de la articulación en apenas 48 segundos de media. Esta rapidez sin precedentes permite plantear su uso en la planificación preoperatoria inmediata e incluso intraoperatoria, evaluando cómo reaccionará la articulación ante diferentes orientaciones del implante según la anatomía particular y el vector de tracción del cuádriceps de cada enfermo.

El artículo profundiza en un caso clínico real con severa desalineación del cuádriceps y demuestra con datos rigurosos el impacto de cada decisión quirúrgica: esa anomalía muscular previa es el factor crítico que dispara las fuerzas de contacto en la rótula un 11% y eleva el índice de lateralización (bisect offset) hasta un 0,90 —un 25% superior a la referencia—, provocando situaciones de subluxación al extender la pierna. Asimismo, el cálculo cuantifica cómo una alineación en valgo o una rotación interna incrementan las presiones femorotibiales hasta un 3,6%, mientras que compensaciones milimétricas mediante rotación externa logran reducir las sobrecargas un 2,5% y recentran la trayectoria rotuliana.

Para blindar la fiabilidad matemática el equipo validó sus predicciones en un banco de ensayos físico con componentes de rodilla impresos en 3D e instrumentados con sensores de contacto.

El avance, nacido del programa Campus Talento Investigador y respaldado por la compañía Pixee Medical, ya ha fructificado en la creación de la spin-off MFES (Motion and Force Engineering Solutions) y ha llamado la atención de especialistas del Hospital de A Coruña (CHUAC), confirmando que la bioingeniería ferrolana se sitúa hoy en la primera línea de la innovación biomédica.