Efectos de la potencia del tobillo protésico y la categoría de rigidez del pie sobre la asimetría biomecánica y el momento de la rodilla al caminar a distintas velocidades

Por qué importa equilibrar los pasos

Para muchas personas que han perdido una pierna inferior, caminar con una prótesis es un logro cotidiano, pero también puede sobrecargar la extremidad sana. Cuando una pierna trabaja más que la otra, las fuerzas adicionales sobre la rodilla y la cadera intactas pueden aumentar con el tiempo el riesgo de dolor articular y artrosis. Este estudio explora cómo afinar los pies protésicos modernos —ajustando su rigidez y la potencia que aportan en cada paso— puede ayudar a caminar de forma más simétrica y potencialmente proteger las articulaciones.

Dos tipos de pies de alta tecnología

La mayoría de las personas con una amputación por debajo de la rodilla (transtibial) utilizan un pie pasivo de tipo muelle que almacena y libera energía pero no puede impulsar activamente. Estos dispositivos suelen devolver solo alrededor de la mitad de la energía de un tobillo biológico, de modo que la pierna intacta debe hacer trabajo adicional. Una opción más reciente, la prótesis tobillo-pie motorizada BiOM, incluye un motor y un muelle integrados que pueden aportar energía durante el impulso. La BiOM también usa como base un pie pasivo estándar, que se vende en diferentes “categorías” de rigidez adaptadas al peso y nivel de actividad del usuario. Eso permite a los clínicos ajustar tanto la rigidez del pie protésico como la potencia que proporciona el motor, ofreciendo muchas combinaciones posibles pero poca orientación sobre qué ajustes protegen mejor el cuerpo.

Cómo se realizó el estudio

Trece usuarios experimentados de prótesis con una amputación unilateral por debajo de la rodilla caminaron en una cinta especial a velocidades desde un paseo lento (0,75 m/s) hasta una marcha rápida (1,75 m/s). Cada participante probó 16 configuraciones protésicas diferentes: cuatro categorías de rigidez del pie (desde dos niveles más blandos de lo recomendado hasta un nivel más rígido) y cuatro condiciones de potencia (un pie pasivo sin motor, además de la BiOM ajustada al nivel recomendado, un 10 % por encima y un 20 % por encima). Mientras caminaban, los investigadores midieron cuánto tiempo cada pie permanecía en el suelo, cuánta fuerza vertical ejercía cada pie sobre la cinta en los picos primero y segundo de la zancada, y cuánto momento de torsión aparecía en la rodilla intacta —un indicador importante vinculado a la artrosis de rodilla.

Qué cambió solo con la rigidez

Modificar la rigidez del pie pasivo tuvo efectos sorprendentemente pequeños en el equilibrio de la marcha. A lo largo del rango de categorías de rigidez no hubo un cambio claro en cómo las dos piernas compartían el tiempo de contacto con el suelo, ni en la simetría del primer pico de la fuerza vertical. Solo destacó un patrón: usar el pie más rígido redujo el desequilibrio en el segundo pico de fuerza en comparación con usar el pie más blando, pero solo en algo más de un punto porcentual. Las cargas en la rodilla intacta tampoco se vieron afectadas en gran medida por los cambios de rigidez dentro del rango probado. Estos hallazgos sugieren que, para las elecciones habituales en clínica entre pies comerciales similares, ajustes modestos de rigidez pueden no alterar drásticamente la carga articular ni el equilibrio de la zancada.

Lo que la potencia añadida puede hacer —y cuándo

Encender el motor de la BiOM tuvo efectos más notables. Independientemente de la rigidez del pie subyacente, usar el dispositivo motorizado redujo las diferencias en el tiempo de contacto entre las piernas protésica e intacta en comparación con usar un pie pasivo. Sin embargo, los detalles de la simetría de fuerzas dependieron de la velocidad de marcha y del nivel de potencia. A la velocidad de ajuste de 1,25 m/s, configurar la BiOM un 10–20 % por encima de su potencia recomendada produjo el patrón más equilibrado en ambos picos de fuerza entre las piernas. A velocidades más lentas (0,75 m/s) y más rápidas (1,75 m/s), sin embargo, aumentar la potencia a veces empeoró los desequilibrios de fuerza. A pesar de estos cambios en cómo las piernas compartían el trabajo, el estudio no encontró reducciones consistentes en el momento de torsión clave en la rodilla intacta al usar el dispositivo motorizado en ninguno de los ajustes probados.

Qué significa esto para la marcha diaria

Para las personas con amputación por debajo de la rodilla y sus clínicos, estos resultados dibujan un panorama matizado. Una prótesis tobillo-pie motorizada como la BiOM puede ayudar a equilibrar los pasos, especialmente cerca de la velocidad para la que está ajustada, y pies algo más rígidos pueden mejorar un aspecto del equilibrio de fuerzas. Sin embargo, dentro del rango probado, ni los cambios de rigidez ni una mayor potencia redujeron claramente la carga en la rodilla que se piensa contribuye al riesgo de artrosis. Los autores sugieren que los protésicos podrían adaptar los ajustes de potencia a la velocidad de marcha habitual de cada persona y que dispositivos futuros podrían ajustar automáticamente la potencia según cambie la velocidad. Aunque afinar las prótesis actuales puede mejorar la simetría, proteger plenamente la salud articular a largo plazo probablemente requerirá más refinamientos en el diseño y el control.

Cita: Tacca, J.R., Colvin, Z.A. & Grabowski, A.M. Effects of prosthetic ankle power and foot stiffness category on biomechanical asymmetry and knee moment during walking at different speeds. Sci Rep 16, 7207 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37225-3

Palabras clave: tobillo protésico, amputación transtibial, prótesis motorizada, simetría de la marcha, artrosis de rodilla