Charles Radcliffe, Padre de Biomecánica Protésica

El Profesor Charles Radcliffe, MS, ME, es un ingeniero célebre en todo el mundo y alabado como el padre de la biomecánica protésica. Él empezó su distinguida carrera dentro del campo de ortesis y prótesis en 1948, mientras estaba en la Marina de los Estados Unidos como un oficial ingeniero en la Segunda Guerra Mundial. Él se enteró de una oportunidad de investigación en la Universidad de California en Berkeley, mientras trabajaba en componentes plásticos laminados de aeronaves.

Radcliffe es en gran parte responsable de contribuciones pioneras como el socket cuadrilateral, la prótesis (PTB) soporte en el tendón rotuliano, el pie SACH tobillo sólido talón acojinado y la rodilla protésica de cuatro barras. Además, se le atribuye el haber proporcionado los principios fundamentales de la biomecánica de alineamiento protésico y la transferencia de fuerza al socket, a través del ciclo de marcha de la persona amputada. Sus legendarios principios todavía son enseñados a protesistas y terapeutas en nuestros días.

De 1947 a 1956, Radcliffe obtuvo grados en ingeniería mecánica en la Universidad de California en Berkeley. Él fue un investigador principal en el Grupo de Investigación Protésica del Laboratorio de Biomecánica en Berkeley por 35 años, cuando el estudio de locomoción humana y mejoramiento de diseños de miembros artificiales eran los proyectos más altamente financiados. Durante ese tiempo él también fue conferencista dentro de la División de Diseño del Departamento de Ingeniería Mecánica y fue un profesor de ingeniería mecánica de 1956 - 1988.

Actualmente sirviendo como profesor emérito de ingeniería mecánica, Radcliffe está involucrado en continuar mejorando la comprensión del diseño de rodilla de cuatro barras.

Desarrollo del Socket Cuadrilateral

Su primer proyecto importante como estudiante graduado, estudiando los factores subyacentes al alineamiento de prótesis transfemorales, lo condujo al desarrollo de la pierna ajustable arriba de rodilla y el jig para duplicar el alineamiento. Estos avances revelaron las limitaciones de los sockets de madera utilizados en ese momento, lo cual condujo al desarrollo del socket cuadrilateral. Presentado en 1954, el socket cuadrilateral fue el socket primario utilizado en personas amputadas transfemorales por 20 años. Aun cuando este socket ha sido rediseñado, los principios fundamentales del diseño de socket presentado mediante Radcliffe todavía son relevantes actualmente.

Teorías Clínicas

En los 60´s como un Estudiante Fulbright, Radcliffe estudió en la Unidad de Bioingeniería de la Universidad de Strathclyde en Glasgow, Escocia, y en el Hospital Ortopédico en Copenhague, Dinamarca. Durante ese tiempo él fue conferencista en diversos países Europeos, sobre la adaptación apropiada de prótesis de la extremidad inferior. Como uno de los principales pioneros quien estudió en Europa, regresó a los Estados Unidos con un número de ideas sobre cómo realzar el diseño del socket Americano para prótesis transfemorales y transtibiales.

Sus teorías clínicas, particularmente sobre alineamiento, aún son ampliamente aceptadas en el campo en nuestros días. "El 95% de las teorías clínicas seguidas actualmente sobre bases diarias, pueden ser localizadas en el trabajo de Radcliffe en los 60´s," comenta John Michael, CPO, FAAOP, quien inició su carrera en 1976. Michael continúa, "Radcliffe ha hecho una amplia variedad de contribuciones para ideas clínicas. Él cambió el aspecto de la práctica de prótesis de la extremidad inferior."

Antes de Radcliffe, no existía ningún concepto de la biomecánica de la marcha; nadie conocía la "ciencia" detrás de la marcha. Michael le da el crédito a Radcliffe por "el desarrollo de una base cohesiva y científica subyacente al alineamiento de componentes de prótesis de la extremidad inferior." Una de las mayores contribuciones de Radcliffe fue una descripción biomecánica de la caminata. En una forma sencilla, el ciclo de marcha es dividido dentro de dos principales fases; soporte y oscilación. La fase de soporte es el momento cuando el pie está en contacto con el terreno, mientras la fase de oscilación describe el despegue del pie del terreno y oscila hacia delante. Las fases comprenden varias proporciones del ciclo de marcha dependiendo de la velocidad de marcha o de carrera. Radcliffe aplicó principios básicos del ciclo normal de la marcha a personas amputadas transtibiales y transfemorales para desarrollar prótesis que puedan permitir al paciente mayor control durante la fase de oscilación.

Avances Tecnológicos

En los 50´s el Grupo de Investigación Protésica desarrolló la prótesis debajo de rodilla (PTB) soporte en tendón rotuliano, en un esfuerzo para mejorar la adaptación de sockets transtibiales. Hasta entonces, sockets de madera eran tallados y después reforzados mediante el estiramiento de piel cruda sobre la madera. El socket PTB logró significativo soporte de peso sobre el tendón rotuliano, permitiendo presión variable, de acuerdo con el umbral o límite de dolor de diferentes tejidos en la extremidad residual. La biomecánica del socket PTB fue desarrollada con respecto a cada una de las fases progresivas del ciclo de marcha, acomodando los tejidos suaves.

Además de los diseños de sockets transfemorales y transtibiales, Radcliffe también es acreditado con el desarrollo del pie SACH (tobillo sólido - talón acojinado). Elaborado de un caparazón de hule flexible rodeando un centro de madera, el talón se comprime y los dedos se doblan, cuando la persona amputada camina. Una extensión de su otro trabajo, un pie SACH permitió a las personas amputadas una marcha más natural.

La rodilla policéntrica neumática, también desarrollada durante su tiempo, es una rodilla mecánica con ejes múltiples y control mediante fluido. La versatilidad de esta rodilla la hace adecuada para una variedad de personas amputadas y que buscan una mayor estabilidad y aquellos quienes desean un mayor control de movimiento. Las necesidades protésicas individuales pueden ser determinadas mediante observando su ciclo de marcha y proporcionando el apropiado balance entre estabilidad y control de movimiento para cada individuo.

El tipo más común de rodilla policéntrica es la rodilla protésica de cuatro barras. Con cuatro ejes de rotación conectados mediante cuatro "barras" rígidas, estas rodillas proveen mayor libramiento de los dedos, durante la fase de oscilación de la marcha, en comparación a las rodillas de eje sencillo. Otras ventajas incluyen estabilidad en la fase de soporte y menos protuberancia de la rodilla protésica cuando la persona amputada esta sentada.

Radcliffe comentó en el número de Octubre 2003 de The O&P EDGE , "Los actuales dispositivos de control de la fase de oscilación, neumáticos e hidráulicos, son más que adecuados para casi todas las personas amputadas muy activas. Existe un esfuerzo continuado para incorporar microprocesadores de los sistemas de control para rodillas artificiales. Los diseños actuales son dispositivos extremadamente simples, comparado a las posibilidades del campo de ingeniería Mecatrónico. Actualmente los ingenieros en la escuela están entusiasmados para diseñar componentes que beneficiarán a las personas amputadas, y estoy seguro que ellos crearán diseños mucho mejores y menos costosos que los disponibles actualmente." Él predice, "En el futuro existirán muchos mejoramientos en las aportaciones (de sensores determinando el control) y estrategias de control utilizadas."

Honrado por sus Contribuciones en O & P

La relación de investigación protésica de Radcliffe y su antecedente educativo en ingeniería mecánica produjo un pionero legendario con trascendencia, y contribuciones de un amplio rango en el campo de O & P, que todavía son relevantes 50 años más tarde. En 1997, Radcliffe recibió el Galardón de Miembro Honorario de la Academia Americana de Ortesistas y Protesistas (la Academia) como un crédito a su alto nivel de conocimiento y dedicación al campo. En Febrero de este año, él recibió el Galardón por Logros en la Vida en la Feria Educativa Hanger. Aun cuando él ha sido honrado con estas alabanzas, él humildemente dice, "Oh, solo soy uno de muchos pioneros en este campo." Él agrega con una risa, "Lo que sucede es que soy uno de pocos supervivientes."

Sherry Metzger, MS is a freelance writer with degrees in anatomy and neurobiology. She is based in Westminster, Coloradok and may be reached at metzgerfive@hotmail.com