Cada año, miles de colombianos enfrentan el dolor y el largo camino de la recuperación tras una fractura grave. Para jóvenes como Elián Hernández, estudiante de Ingeniería Industrial de la Universidad del Valle, el fijador externo, como se conoce al dispositivo de estabilización ósea para la inmovilización de ciertas fracturas, ha sido un compañero inseparable desde sus dos años.

Por ser deportista de waterpolo y tener una condición congénita que lo ha llevado a siete cirugías de alargamiento con el uso de fijadores externos, Elián es uno de los candidatos idóneos para validar el dispositivo diseñado por la Universidad del Valle orientado a mejorar el proceso de recuperación de fracturas.

De la creatividad a la usabilidad
De cada 100 ideas brillantes que nacen en las universidades, apenas un puñado, quizás solo el 1% salen del laboratorio y llegan al mercado. Ese es el gigante reto de la transferencia tecnológica, una promesa para que la investigación universitaria sea apoyada y la creatividad se materialice en soluciones concretas. Pero lograrlo es un proceso complejo en el que distintos actores deben estar en el lugar y el momento adecuado.

“La transferencia tecnológica es un proceso estratégico para la gestión del conocimiento y la innovación que se desarrolla en las universidades” explica Jalime Zúñiga, gestora de innovación de la Universidad del Valle. Ella se dedica a crear las condiciones propicias para que actores claves de la industria, la sociedad y la academia se conozcan y trabajen en conjunto, dado que las buenas ideas deben llegar a la empresa o comunidad correcta para que juntos puedan adaptarla al mercado.

Por su parte, Angélica Ortiz, directora ejecutiva de Implemeq, señala: "No es suficiente con tener un producto que se vende muy bien, es necesario seguir innovando para poder mantenerse en el mercado y el mejor aliado para ello son las universidades". Considera que, el desarrollo industrial del país se relaciona con el avance tecnológico y la producción nacional.

El desarrollo que nació en las aulas y laboratorios de la Universidad del Valle sería apenas una idea, si no fuera porque poco a poco los actores se han ido alineando para que el fijador externo pueda ser posible. Gracias a un ejercicio de vigilancia tecnológica donde participaron distintas empresas y universidades, Implameq, una empresa especializada en fabricación e importación de implementos de salud, vio el prototipo y captó su atención a primera vista. Tras un primer acercamiento identificaron el potencial de esta propuesta y no dudaron en evaluar su viabilidad.

Modelo de fijador externo

Ingeniería para sanar los sueños
La instalación de un fijador externo, ya sea en el fémur, la tibia o el peroné, es un procedimiento de fuerza y precisión. En lugar de abrir por completo la zona de la fractura, un especialista en ortopedia y cirugía hace pequeñas incisiones en la piel, lejos de la herida principal. A través de ellas, inserta unos clavos o pines especiales directamente en el hueso, por encima y por debajo de la ruptura. Estos clavos sobresalen de la piel y se conectan a un armazón metálico rígido que queda en el exterior de la pierna.

El resultado es asombroso: 'Con ajustes precisos en este armazón, el equipo médico alinea y estabiliza los fragmentos del hueso, creando las condiciones perfectas para que el hueso comience a regenerarse de manera natural', explica Elián Hernández, quien gracias a su experiencia no solo domina la teoría, ha vivido esta realidad en su propio cuerpo. Estas intervenciones operaciones no solo han mejorado su salud, sino que le han permitido desarrollar todo su potencial en waterpolo universitario, una pasión que encontró luego de abandonar el parkour porque su cuerpo no podía recibir impactos fuertes.

Sin un fijador las personas con fracturas no podrían sanar de forma adecuada y sus músculos, tendones y ligamentos se atrofiarían. Eso llevaría a que situaciones congénitas como las de Elián no se subsanaran, como tampoco las fracturas por accidentes de tránsito.

Para el año 2023 en Colombia, el mayor motivo de las consultas ortopédicas fueron las lesiones a causa de accidentes de tránsito con 30.000 personas valoradas. Una cifra que equivale a llenar seis veces una piscina olímpica con todas esas personas de pie y apiñadas. Se podría llenar una sola piscina tan solo con quienes tengan una enfermedad congénita como la de Elián. Lo que da cuenta de la necesidad de estos implementos médicos.

Los secretos del laboratorio: innovación con sello colombiano
El proceso de desarrollar un fijador externo ha sido similar a como se construye un puente de soporte fuera del cuerpo. El reto ha sido mantener y cambiar la posición de las columnas constantemente. Por eso, el médico traumatólogo Andrés Machado Caicedo decidió resolver el acertijo de optimización de los fijadores externos con docentes de Ingeniería Civil y Geomática de la Universidad del Valle, quienes cambiaron el cemento y las vías por fragmentos de aluminio, fibra de carbono y carros de tres centímetros. El profesor José Jaime García lidera el equipo interdisciplinar en el que ortopedistas, especialistas en Ingeniería Civil, de materiales y diseño industrial que dejan volar su imaginación.

¿Cómo crear un sistema que sea más cómodo para el paciente? ¿Cómo asegurar una estabilidad torsional óptima en el riel? ¿Qué mecanismo garantiza que la prensa se ajuste con precisión milimétrica sin aflojarse? Cada pregunta es un desafío que se aborda con cálculos exactos, simulaciones y la construcción de prototipos iniciales.

Este es núcleo de la innovación donde Univalle logró el cambio radical al Dispositivo de fijación externa. Su diseño busca optimizar la mecánica de estos dispositivos: permite que los 'clamps' o carros que sujetan las varillas al hueso, tengan movilidad en distintas direcciones, sin necesidad de desensamblar el fijador, una ventaja que los modelos actuales no ofrecen. Esto se traduce en un mejor servicio y comodidad para el paciente.

Equipo de la Universidad de Valle e Implameq

El precio de la dependencia y la apuesta por lo propio
Con costos entre los 30 y 50 millones de pesos por unidad, y al menos una fractura diaria, la pandemia dejó el aprendizaje de que el país no puede depender de un mercado externo, a través del cual se importan cerca de 518 toneladas de dispositivos ortopédicos al año, una cifra que viene creciendo cada año con la necesidad de garantizar la recuperación de los pacientes.

Esta dependencia no sólo encarece los tratamientos, también hace vulnerable al país ante cualquier interrupción en las cadenas de suministro globales, tal como sucedió en el 2021. Es por este motivo que Implameq busca, no solo importar implementos médicos, sino también producirlos.

'Cada mejora, por mínima que parezca, se convierte en un beneficio gigante' afirma Elián. Él recuerda que, al principio, los fijadores eran más pesados, más grandes, lo que lo hacía propenso a que transeúntes despistados se tropezaran con él. Además, enfatiza: 'La calidad de los clavos debe ser suficiente para prevenir las infecciones'. Por eso, sin conocer este nuevo producto a fondo, su mayor esperanza es que sea accesible y de alta calidad para todos los que lo necesiten.

Hacia la producción masiva: un camino de ajustes y alianzas
Antes de llegar a la producción masiva, el equipo de Implameq pide a los profesionales del laboratorio de fabricación digital y biomecánica de la Universidad calcular la "tolerancia", es decir, que cada parte debe ensamblar con otra incluso en cambios de hasta 5 milímetros. Esto se hace al considerar que algunos materiales se expanden más que otros o puede haber una diferencia milimétrica en la fabricación. A lo que se suma el valor de cada insumo, que se vende por gramo y en el que cada parte debe ser costeada.

"Estamos evaluando qué máquinas de las que ya tenemos pueden hacer parte de la cadena de elaboración de este fijador, lo cual nos ayudaría a agilizar y ahorrar costos", explica Angélica Ortiz.

Marcaciones de arriba, abajo, dirección de cerrado, son los últimos detalles que hacen la diferencia entre un diseño y un equipo ortopédico aprobado. Todo esto hace parte de lo que se discute en las reuniones mensuales para lograr que en el fijador esté listo para pasar a la fase de fabricación a gran escala. Mientras este futuro se hace posible, Elián se prepara para su octava cirugía, anhelando que no interrumpa ningún torneo de waterpolo.