Tuky: El tucán que tendrá una pata diseñada en 3D

A sus 23 años, Tatiana Andrea Hincapié Riaño, decidió ayudar a los animales a través de su oficio. Es egresada de la facultad de Bioingeniería de la Universidad El Bosque e investigadora de la fundación Bioethos y quiso aplicar los conocimientos adquiridos a lo largo de su carrera para ayudar a los animales.

Video: María Angélica Velásquez

“Vi que hace falta tecnología médica para los animales. A veces, la eutanasia suele ser la única opción para aquellos que sufren accidentes porque no hay material para poder salvarles la vida y yo quiero trabajar para cambiar eso, tanto para los animales domésticos como para los silvestres”, explica Tatiana.

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A raíz de esa preocupación, decidió dar el primer paso para lograrlo con su proyecto de grado. En 2018, Catalina Rodríguez, bióloga y directora del bioparque Wakatá del Jaime Duque, le contó a Tatiana la historia de Tuky: una hembra tucán juvenil -es decir, ni cachorro, ni adulto-, de aproximadamente 3 años que hace parte de la especie ramphastos tucanus, conocido comúnmente como tucán pechiblanco.

Esta ave llegó en 2017 al Wakatá por un caso de tráfico ilegal de fauna con una de sus patas amputadas en el tarsometatarso, un hueso ubicado en la parte inferior de las aves.

En ese momento Tatiana supo que era un gran caso para poder hacer realidad su sueño de ayudar a los animales y se puso manos a la obra con Catalina Rodríguez, quien se convirtió en cotutura del proyecto, y con la ingeniera Lizeth Vega, tutora del trabajo de grado y docente de su facultad de Bioingeniería.

Tatiana Hincapié quiere que el caso de Tuky sea solo el primero de muchos en Colombia. Foto: María Angélica Velásquez

Empezó entonces un proceso de mucho trabajo no solo con Tuky sino con la parte de diseño e ingeniería de la prótesis.

Para crear el dispositivo empezaron por identificar las necesidades del animal y cómo se encontraba en ese momento. De hecho, según explica Tatiana, el tucán actualmente no tiene problemas de movilidad, pero a futuro los problemas biomecánicos comprometerán sus articulaciones y podría tener dolores muy fuertes. Está, además, apoyando estructuras de su cuerpo que no debería, como los tobillos y las timoneras (plumas de la cola), que usa para equilibrarse sobre el suelo. Pero estas ya están rotas y desgastadas. 

Hicieron, entonces, un análisis biomecánico de Tuky en el que, con un sensor, pudieron identificar el peso que soporta cada extremidad. Con ello estudiaron la fuerza y las posiciones de las articulaciones para llevar a cabo un diagnóstico del animal que estuvo, además, basado en biometrías, radiografías y la distribución de cargas en cada pata. Esos datos les ayudaron a generar un análisis cinético completo de las extremidades inferiores.

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A partir de eso, empezaron a pensar tres posibles diseños y escogieron el que mejor se ajustara a las necesidades de Tuky, teniendo en cuenta sus necesidades, condiciones ambientales de su hábitat que es cálido y, especialmente, el peso del dispositivo. Este último era clave para que la prótesis no afectara el vuelo del ave. 

Con diferentes estimaciones concluyeron que el peso de la parte faltante de su pata era de 17,87 gramos, así que la prótesis debía pesar eso, o menos. Lograron que fuera finalmente de 17 gramos. 

El tucán actualmente no tiene problemas de movilidad, pero a futuro los problemas biomecánicos comprometerán sus articulaciones y podría tener dolores muy fuertes. Foto: David Lara

Con el objetivo de asegurar la recuperación de la posición cuando el animal está tanto en las ramas, como en el suelo, el diseño seleccionado se adapta a la superficie. "Está basado en un sistema masa-resorte de activación mecánica, que le permite al dispositivo adaptarse a dos superficies basicas: curvas, cuando el animal está posado sobre ramas, pues activa el mecanismo de cierre. Y superficies planas, para cuando el animal se encuentra sobre el suelo, bloqueando el cierre para permanecer en posición abierta", explica Tatiana. 

Fue importante hacer un proceso de adaptación y acercamiento a Tuky para poder llevar a cabo todo el proyecto. Foto: Tatiana Hincapié

Para el componente que se pone directamente sobre la estructura amputada, hicieron un modelado en 3D del muñón con alginato, lo que se usa en las impresionas odontológicas, y con este modelo pudieron diseñar el dispositivo completo adaptado al animal. También fue clave para garantizar comodidad y seguridad, ya que el material de silicona es biocompatible con la piel y evita causar alergias.

Finalmente, escogieron el material de la prótesis: PETG (un tipo de plástico), el cual es liviano, resistente a los golpes y a la temperatura húmeda y calurosa de su hábitat en el bioparque. Luego de eso, pasaron a construir por medio de una impresora 3D, el modelo de prótesis previamente diseñado.

Modelo de la prótesis para su impresión 3D. Foto: Tatiana Hincapié

De forma paralela, Tatiana, Catalina y Lizeth tenían que trabajar directamente con el tucán para cuando llegara el momento de ponerle la prótesis. Para ello, la ayuda del bioparque Wakatá y sus cuidadores fue clave. 

María Angélica Velásquez es la médico veterinaria encargada del área de salud en este lugar, y fue quien guió los procesos de etología, entrenamiento y enriquecimiento con el animal. Mientras que Valentina Moreno, la pasante veterinaria, ayudaba a entrenar al ave cuando Tatiana no estaba. 

Parte del equipo que ayudó en todo el proceso. Foto: Valentina Moreno.

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“El primer objetivo era que Tuky me reconociera como la persona que iba a estar con ella para hacer estos procedimientos. Entonces primero hicimos una asociación positiva de ella hacia mi, que me conociera. Y luego hicimos un seguimiento con target un objetivo que el animal identifica, como un palo con color,  y con eso él sabe que donde yo ponga el target él llega. Nos sirvió mucho para llamarla al sensor”, cuenta Tatiana.

Hicieron un modelado en 3D del muñón con alginato, lo que se usa en las impresionas odontológicas, y con este modelo pudieron diseñar el dispositivo completo adaptado al animal. Fotos: Valentina Moreno y Tatiana Hincapié

Para sujetar al animal contó con la ayuda de David Lara, el cuidador de la zona de aves quien siempre estuvo atento al proceso. Hicieron un entrenamiento para que se dejara coger con una toalla y que así estuviera mucho más tranquila al momento de hacer los procedimientos. Esto era clave para los estudios ya que el estrés podría afectar los datos obtenidos, por ejemplo, con el sensor. 

David Lara, el cuidador del animal, fue de gran ayuda a lo largo del proceso con el animal. Foto: Catalina Rodríguez

El último objetivo del entrenamiento fue de sensibilización tocándole el muñón, para que ella estuviera cada vez más tranquila cuando lo hicieran. Cuando ya se sintió tranquila y cómoda con eso, pudieron poner el liner que es una especie de media en silicona hipoalergénica -es decir no es tóxica ni le produce daño al animal- que va entre el plástico y el muñón para protegerlo.

En marzo empezó el proceso de adaptación con la prótesis pero la llegada de la pandemia retrasó todo. Foto: Valentina Moreno

Después de esto arrancó el proceso de adaptación y en marzo se hizo la primera prueba de la prótesis en Tuky. Sin embargo, la llegada de la pandemia suspendió temporalmente el proceso. La idea era acabar esta etapa en mayo pero los cierres impidieron que Tatiana visitara el bioparque. 

Ahora, con la reapertura del lugar, retomarán el proceso con Tuky el 15 de septiembre para nuevamente hacer un acercamiento con él, porque según afirma Tatiana, es posible que haya olvidado lo que ganaron meses anteriores. Luego sí podrán proceder a poner la prótesis.

Con el paso del tiempo, Tuky será quien manifestará si se está adaptando o no a la prótesis, y entre 6 y 10 meses podrán hacer una evaluación para ver si todo está en orden y efectivamente funcionó. 

Según cuenta Tatiana, este es uno de los primeros casos de prótesis en un animal silvestre en el país. Le impresionó, por ejemplo, el reemplazo de un pico de guacamaya en Brasil, algo que sueña hacer aquí. “En Colombia hay muchos tipos de trabajos con perros, pero no encontré algo así, lo más similar fue la historia del tucán Grecia en Costa Rica. También he escuchado hasta de prótesis para elefantes, pero acá no. Es por eso que quiero empezar a meterme de lleno en este trabajo”, concluye. 

^{* Este es un contenido periodístico de la Alianza Grupo Río Bogotá: un proyecto social y ambiental de la Fundación Coca-Cola, el Banco de Bogotá del Grupo Aval, el consorcio PTAR Salitre y la Fundación SEMANA para posicionar en la agenda nacional la importancia y potencial de la cuenca del río Bogotá y  sensibilizar a los ciudadanos en torno a la recuperación y cuidado del río más importante de la sabana.}