Diseno-de-un-socket-ajustable-para-protesis-de-miembro-inferior

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
 
 
 
 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
 
 
 
 
DISEÑO DE UN SOCKET AJUSTABLE PARA 
PRÓTESIS DE MIEMBRO INFERIOR 
 
 
 
T E S I S 
Que para obtener el título de 
INGENIERA INDUSTRIAL 
 
P R E S E N T A N: 
 
 
 
 
Lisette Farah Simón 
Hanna Leslye García Guerra 
Regina Rodríguez López 
 
 
 
 
 
DIRECTOR DE TESIS: 
DR. JESÚS MANUEL DORADOR GONZÁLEZ 
 
 
 
 
MÉXICO D.F. MARZO 2006 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
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OBJETIVOS Y ALCANCES Facultad De Ingeniería, UNAM 
 i i 
 
 
 
OBJETIVO 
 
 
Diseñar un socket ajustable para prótesis de miembro inferior a nivel 
transfemoral que se ajuste a los cambios de volumen del muñón. 
 
 
 
 
 
ALCANCES 
 
 
� Se presenta el diseño conceptual, el diseño de configuración y el diseño de 
detalle de la propuesta del Socket. 
 
 
� Se presenta el análisis de las fuerzas del diseño del sistema de ajuste del 
socket y se corroborará que la distribución de presiones en el interior del 
socket sea uniforme. 
 
 
� Se muestra el análisis de la selección de los materiales para cada 
componente así como su comportamiento considerando las cargas 
involucradas. 
 
 
� Durante el desarrollo de esta tesis no se construirá un prototipo ni se harán 
pruebas en pacientes. 
 
OBJETIVOS Y ALCANCES Facultad De Ingeniería, UNAM 
 i i i 
 
ÍNDICE O TABLA DE CONTENIDO 
 
INTRODUCCIÓN 
CAPÍTULO 1. ANTECEDENTES 
Aparato locomotor ¡Error! Marcador no definido. 
Biomecánica de la locomoción humana 
Definición de amputación ¡Error! Marcador no definido. 
Amputación transfemoral 
Definición de socket 
CAPÍTULO 2. DISEÑO CONCEPTUAL 
Introducción 
Definición del problema 
Requerimientos 
Especificaciones 
Carta morfológica 
Matriz de decisión 
Matriz QFD 
CAPÍTULO 3. DISEÑO DE CONFIGURACIÓN 
Configuración 
Selección de materiales 
CAPÍTULO 4. DISEÑO DE DETALLE 
Biomecánica de una prótesis de miembro inferior 
Los principios anatómicos y biomecánicos del socket transfemoral 
Componentes del socket 
Fuerzas que intervienen en el diseño del socket 
CONCLUSIONES 
ANEXOS 
Anexo A1 
Anexo A2 
Anexo A3 
Anexo A4 
GLOSARIO 
BIBLIOGRAFIA 
 
 
 
INTRODUCCIÒN Facultad De Ingeniería, UNAM 
 
 
 1 
 
“Todos somos ignorantes. Lo que ocurre es que 
no todos ignoramos las mismas cosas” 
Albert Einstein 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
El miembro inferior forma una unidad anatomo-funcional, cuya misión fundamental es 
realizar el apoyo en la estática (bipedestación) y en la dinámica (marcha, carrera, etc.). 
Junto a esta misión fundamental de apoyo podemos citar otras funciones importantes del 
miembro inferior ligadas a la anterior, como son lograr la amortiguación de los impactos y 
las fuerzas del peso corporal, lograr la estabilidad del miembro durante el apoyo y 
conseguir la progresión del centro de gravedad corporal durante la marcha. Para que los 
miembros inferiores puedan llevar a cabo su función, se necesita una gran movilidad en 
sus articulaciones, al tiempo que una buena estabilidad articular, para evitar el “colapso” 
de las mismas durante el apoyo, o la posibilidad de lesiones mecánicas articulares por 
inestabilidad, finalmente se necesita una correcta alineación de los miembros inferiores. 
De este modo podrán tener lugar las actividades funcionales requeridas a este nivel, 
como son la bipedestación, la deambulación, la sedestación, las transferencias, los 
cambios de posición y otras actividades de la vida diaria. 
Cuando se produce una amputación del miembro inferior, salvo que sea una amputación 
menor, se pierden todas estas funciones. Se pierde la capacidad de apoyo, tanto en 
bipedestación como durante la marcha; se pierde la capacidad de amortiguación de 
impactos y de adaptación funcional de la longitud del miembro inferior (acortamiento y 
alargamiento) en las diversas fases del ciclo de marcha; así mismo se pierde la 
información sensitiva procedente del pie y del resto del segmento amputado. En estas 
circunstancias, para recuperar la capacidad de bipedestación, de marcha y de 
transferencias, es necesario llevar a cabo un proceso de rehabilitación y protetización 
adecuados. 
Los objetivos terapéuticos de cualquier prótesis de miembro inferior serán funcionales, 
estéticos y psicológicos. Aunque todos ellos son importantes, son especialmente 
destacables los objetivos funcionales, ya que facilitarán la mejor consecución del resto. 
Entre los objetivos estéticos estará el restituir el aspecto corporal externo que se pierde 
con la amputación, mientras que en los objetivos psicológicos citaremos el 
restablecimiento de la imagen corporal y la superación de los sentimientos de pérdida que 
toda amputación conlleva. Para conseguir el desarrollo de los objetivos funcionales de 
forma óptima, es recomendable que la prótesis reúna unas condiciones de comodidad, 
poco peso, estética, resistencia a los impactos (para no romperse con facilidad), etc., al 
tiempo que no deben producirse roces, ni presiones excesivas. 
 
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 2 
Las funciones que deben de ofrecer las prótesis de miembro inferior son: 
� Capacidad de apoyo estático (en la bipedestación) y dinámico (durante la 
marcha, carrera y otras actividades cotidianas). Esto implica una correcta 
transferencia del peso corporal, desde el muñón hacia el socket de la prótesis, de 
manera que se logre un apoyo cómodo. También implica una estabilidad y 
seguridad durante la fase de apoyo, para que no falle el mecanismo protésico y no 
se caiga el sujeto. 
� Una flexión de la prótesis durante la fase de oscilación semejante a la fisiológica, 
para evitar el arrastre del pie protésico contra el suelo. Para que tenga lugar esta 
función durante la marcha, se necesita un requisito previo: la capacidad de 
anclaje/acoplamiento/suspensión/adaptación de la prótesis al organismo. Este 
anclaje será necesario para que la prótesis no se “descuelgue” del muñón durante 
la fase de oscilación. Así como también para que haya una buena estabilización en 
los 3 planos del espacio durante la fase de apoyo. Cuando no se produce este 
anclaje, se produce una “pseudoartrosis” o “pistonaje” entre el muñón-socket y se 
modifica la relación espacial entre ambos, lo cual supone una descoordinación, 
problemas de intolerancia cutánea a las presiones, así como mayor gasto 
energético durante la marcha. 
� Suplir la función de las articulaciones perdidas con la amputación (pie, tobillo, 
rodilla o cadera, según el nivel). 
� La capacidad de control del movimiento o interacción entre el paciente y la 
prótesis, para que el sujeto pueda efectuar y controlar las funciones motoras 
encomendadas a la prótesis, permitiendo la contracción muscular del muñón. Así 
mismo deberá proporcionar cierta función sensitiva o de propiocepción, para 
conseguir información del medio externo a través de dicha prótesis. De este modo 
se posibilitará la interacción entre el paciente y su prótesis, y entre éstey el medio 
ambiente. 
� Capacidad de amortiguación de impactos durante las transferencias, la marcha, 
la carrera, etc. 
� El restablecimiento del equilibrio/simetría de la masa corporal, que se había 
perdido con la amputación de la extremidad. De este modo, la prótesis consigue, 
una mejor redistribución del centro de gravedad corporal; una optimización 
energética en los movimientos corporales, debido al trasvase de energía entre 
segmentos, y un mejor control de la postura corporal, inhibiendo la aparición de 
respuestas posturales anormales por parte del organismo. 
� Y finalmente, como resultado de todos los anteriores, conseguir simular una 
marcha normal. 
 
 
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 3 
El mecanismo de acción o de funcionamiento, por el que las prótesis de miembro inferior 
consiguen obtener estas funciones, se basa en la aplicación de una serie de principios 
biomecánicos, tales como: 
� El “punteado”/by-pass/transferencia de la carga, desde las zonas del muñón que 
toleran la presión hasta el suelo, dado que en la mayoría de amputaciones el 
muñón no tolera la carga distalmente. Para este fin, la construcción del socket 
emplea el principio del contacto total con un reparto selectivo de la carga, ya que 
busca evitar la excesiva concentración de cargas en zonas sensibles y concentrar 
el apoyo en zonas que toleran mejor la presión. 
� El adecuado anclaje/suspensión entre el muñón y el socket. Esto es necesario 
para que haya una buena estabilidad en el apoyo de la prótesis, evitando los 
movimientos indeseados entre el muñón y la prótesis; así como para evitar que 
ésta se descuelgue durante la fase de oscilación. 
Cuanto más distal sea el nivel de amputación (siempre que sea un nivel “funcional”), 
cuanto mejor sea la prescripción, cuanto más precisa sea la alineación, más correcta la 
adaptación, mejor sea la estética y mejor simulen los componentes protésicos las 
funciones de las partes anatómicas perdidas, mejor será la función obtenida. 
Existen factores relacionados con la protetización que influirán en el resultado: factores 
que afectan la interfase muñón-prótesis, factores relativos al segmento intermedio y 
factores relacionados con la porción distal (mecanismo protésico terminal). Respecto a 
los factores que afectan a la interfase muñón-prótesis, lo que se conoce como adaptación 
de la prótesis, depende de dos aspectos fundamentales, el tipo de socket y el tipo de 
suspensión. La adaptación del socket es el elemento más difícil y el factor simple más 
importante que determina el éxito o fracaso de la prótesis. 
 
� En la interfase muñón-prótesis es donde se establece la comunicación o 
interacción del sistema sujeto-prótesis, que permitirá el establecimiento de un buen 
control/coordinación de los movimientos del miembro artificial. El socket debe 
permitir la acción de la musculatura del muñón y una buena propiocepción, para 
asegurar un buen control voluntario de la prótesis. 
 
� A través del socket, también debe realizarse un apoyo y transmisión de las 
fuerzas estáticas (del peso corporal) y dinámicas (de la marcha). Generalmente se 
busca que ese contacto en la interfase sea lo más amplio posible, de manera que 
haya reparto de presiones equitativo, del tipo “contacto total” pero con un reparto 
selectivo y una localización de cargas en determinadas zonas conocidas. 
 
� También se debe producir una buena suspensión/anclaje de la prótesis a nivel 
del socket. 
 
 
 
 
 
 
INTRODUCCIÒN Facultad De Ingeniería, UNAM 
 
 
 4 
Las personas que experimentan una amputación, esperan que la combinación de una 
prótesis y su rehabilitación le proporcionen una mejor calidad de vida. Durante los últimos 
años, se han realizado adelantos en el campo de las prótesis, con lo cual se pretende 
obtener un mejor diseño. Las prótesis actuales para miembros inferiores son ligeras, el 
socket tiene un diseño cómodo que proporciona una mayor estabilidad, tiene mejores 
materiales en las interfaces piel/socket, se desarrollan componentes y suspensiones 
especializados para actividades específicas. 
El socket es la pieza más importante de un dispositivo protésico, actualmente existe una 
enorme gama de técnicas, estilos y formas para fabricarlo. Los materiales empleados 
para su construcción han variado a través del tiempo, ya que se registran sockets 
elaborados con madera, hierro fundido, cuero, etc. hasta los materiales usados 
actualmente como son las resinas poliéster, el silicón, el grafito, la fibra de vidrio y la fibra 
de carbono. 
Los amputados de miembro inferior han identificado la comodidad y movilidad como las 
dos características más importantes de una prótesis. Estos dos elementos son 
influenciados por su funcionamiento biomecánico y por la transferencia de fuerzas que se 
registran en la interfaz muñón/socket. 
El empleo de una mejor tecnología o los elementos más caros en la fabricación de la 
prótesis, no implica que se mejoren los resultados protésicos, ya que un molde exacto del 
muñón no es mecánicamente un buen socket. Con una comprensión de la anatomía del 
muñón y de los principios biomecánicos implicados se obtendrá un diseño del socket más 
funcional. 
En esta tesis se presenta el diseño de un socket ajustable para prótesis de miembro 
inferior en la zona transfemoral. Lo que se desea es brindar mayor comodidad, 
seguridad, estabilidad, buena adaptación y que el costo de éste no sea elevado. 
Se pretende lograr que el socket se ajuste a las necesidades de cada paciente, es decir, 
que se ajuste a los cambios de masa del muñón, ya que éste a lo largo del tiempo puede 
cambiar su geometría y su volumen. Si el paciente sube de peso, el muñón aumenta su 
tamaño y por lo tanto el socket le aprieta causando además molestias y daños en la piel, 
por el contrario, si el paciente pierde peso, el muñón se hace más delgado, también se 
presentan molestias y daños en la piel, además de que existe la posibilidad de que el 
muñón se salga del socket. 
Estos son factores que de alguna manera influyen en el uso del socket, viéndose el 
paciente en la necesidad de cambiarlo y/o utilizar accesorios “extras” (medias, calcetines, 
forros, calcetas protésicas, etc.) para sentirse más seguro y cómodo. El hecho de estar 
cambiando el socket continuamente es un gasto que no todas las personas tienen la 
posibilidad de hacer, por lo que también se pretende disminuir el costo de éste y/o alargar 
ese periodo en el que se tiene que sustituir por las alteraciones que sufre el muñón, de tal 
manera que el paciente va a poder ajustar el socket de acuerdo a estos cambios. 
 
INTRODUCCIÒN Facultad De Ingeniería, UNAM 
 
 
 5 
Se propone un diseño en el cual el paciente va a poder meter con facilidad el muñón 
dentro del socket y después de colocarlo en una posición adecuada va a poder inflar los 
sujetadores, ajustándolos hasta donde lo considere conveniente y se sienta cómodo. Una 
vez alcanzada la presión adecuada, se retira la bombilla. Para quitarse el socket, el 
paciente podrá desinflar los sujetadores. 
A través de los diferentes Capítulos se mostrarán los diferentes diseños que resultaron del 
análisis y el procedimiento que se siguió hasta llegar al diseño final. 
Se utilizaron técnicas y herramientas que fueron muy útiles en el proceso de diseño para 
lo cual se siguió una serie de pasos: diseño conceptual, diseño de configuración y diseño 
de detalle, que se presentan a lo largo del presente trabajo. 
 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
 
Capítulo 1. Antecedentes 
 
 
1.1 APARATO LOCOMOTOR 
 
La locomoción humana se ha descrito como una serie de movimientos alternantes y 
rítmicos de las extremidades y del troncoque determinan un desplazamiento hacia 
delante del centro de gravedad. Más específicamente, la locomoción humana normal 
puede describirse enumerando algunas de sus características. Aunque existen pequeñas 
diferencias en la forma de la marcha de un individuo a otro, éstas caen dentro de 
pequeños límites. 
 
El aparato locomotor es un conjunto de órganos cuya función principal es permitir al 
cuerpo humano la realización de movimientos. Como consecuencia de ello, el ser humano 
puede relacionarse con los demás miembros de su especie. Otras funciones del aparato 
locomotor son: 
 
� Dotar al cuerpo de su configuración o apariencia externa. 
� Darle rigidez y resistencia. 
� Proteger las vísceras u órganos internos. 
 
Los elementos que componen el aparato locomotor son los músculos, las articulaciones y 
los huesos. 
 
 
MÚSCULOS 
 
Forman la parte activa del aparato locomotor. Están unidos a los huesos mediante las 
inserciones musculares. Poseen actividad propia, la contracción muscular, que se origina 
como respuesta a los estímulos nerviosos. Existen más de 400 músculos, de tamaño y 
potencia muy variables. Este número tan elevado permite la realización de gran cantidad 
de movimientos, algunos de gran precisión. 
 
 
Los isquiotibiales 
Se extienden por la parte posterior del muslo, 
dirigiéndose por detrás desde la pelvis hasta la rodilla. 
En la extensión de la espalda, los glúteos e 
isquiotibiales colaboran con los paravertebrales. 
 
Los glúteos y la piramidal 
Los glúteos se extienden desde la pelvis hasta el 
fémur por detrás, formando las nalgas. Al contraerse 
tienden a llevar la pierna hacia atrás y hacia afuera. Al 
erguir la espalda hacia atrás, los glúteos e 
isquiotibiales colaboran con los paravertebrales. 
Figura 1. 1 Músculos de la parte posterior de la pierna 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
 
ARTICULACIONES 
 
Son los elementos más complejos del aparato locomotor. Son estructuras que posibilitan 
la unión entre sí de dos o más huesos. Gracias a la existencia de las articulaciones es 
posible el desplazamiento de los huesos sin demasiado desgaste por el rozamiento 
excesivo entre ellos. 
 
HUESOS 
 
Son la parte rígida del aparato locomotor. Su conjunto constituye el sistema óseo o 
esqueleto. 
 
 
� Huesos de las extremidades inferiores 
 
El miembro inferior se divide en cuatro segmentos: 
 
� Pelvis o cadera: está formada por la unión de los dos huesos coxales, el sacro y 
el cóccix. La pelvis masculina es más gruesa que la femenina, pero ésta es más 
ancha y está más inclinada para facilitar el paso del bebé en el parto. 
 
 
 
Figura 1. 2 Articulaciones que se encuentran entre el fémur y la tibia. 
Figura 1. 3 Pelvis masculina. 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
 
� Muslo: sólo lo constituye el fémur, el hueso más largo del cuerpo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
� Pierna: está formada por dos huesos largos, la tibia y el peroné, que se 
articulan con la rodilla y con el tobillo. En la rodilla, un hueso corto, aplanado y 
redondeado, la rótula, permite la flexión y la extensión de la pierna. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
� Pie: comprende 26 huesos, dispuestos en tres grupos. Entre los huesos del 
tobillo está el de mayor tamaño del pie, el calcáneo, que forma el talón. Los 
metatarsianos y las falanges son semejantes a los de la mano, pero están menos 
desarrollados a causa de su menor movilidad. 
 
 
Figura 1. 4 Fémur. 
Figura 1. 5 Parte inferior del esqueleto óseo. 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
Los elementos de interés en una amputación transfemoral son básicamente los huesos 
que se ubican en el segmento pélvico y del muslo; así como las inserciones musculares 
correspondientes a cada uno de ellos. 
 
1.2 BIOMECÁNICA DE LA LOCOMOCIÓN HUMANA 
 
Es esencial el conocimiento de los principios básicos de la locomoción humana para la 
comprensión de los requerimientos protésicos y del muñón del amputado de la extremidad 
inferior. Sólo de esta forma se pueden tomar decisiones al nivel de amputación funcional y 
de sustitución protésica. 
 
BIOMECÁNICA 
 
La biomecánica estudia los sistemas osteoarticular y muscular como estructuras 
mecánicas sometidas a movimientos y fuerzas. Esto incluye el análisis del modo de andar 
humano y la investigación de las fuerzas deformantes que sufre el cuerpo en un 
accidente. 
 
El organismo está realizando esfuerzos incluso cuando no produce un desplazamiento o 
vencimiento de una resistencia; en no pocos casos el gasto energético proviene del 
mantenimiento de una postura. Para comprender el proceso del gasto energético en el 
cuerpo es conveniente tener en cuenta que toda acción del cuerpo supone dos fases: de 
contracción y de extensión. 
 
� Fase de contracción: debida a la intervención de los músculos flexores las 
necesidades de glucosa y oxígeno aumentan, al mismo tiempo la circulación 
sanguínea se hace más difícil por la contracción muscular que oprime las arterias. 
El efecto es mayor mientras mayor es la fuerza efectuada. 
 
� Fase de extensión: se activan los músculos extensores, lo que favorece la 
irrigación sanguínea, compensando las deficiencias de la primera fase. Cuando se 
produce sólo la primera parte de la acción se produce el esfuerzo estático o 
isométrico, cuando se efectúan las dos se produce el esfuerzo dinámico. El 
esfuerzo estático y el dinámico son las dos formas que adopta el esfuerzo del 
organismo. 
 
↔ El esfuerzo estático. 
Es el que proviene principalmente del mantenimiento de determinadas 
posturas. El esfuerzo estático se produce igualmente en el mantenimiento de 
un peso o de una posición con esfuerzo. Este tipo de esfuerzo estático se 
produce sólo en la fase de contracción, por lo que la circulación de la sangre 
y la oxigenación es menor, produciéndose un aumento del ácido láctico. 
 
↔ El esfuerzo dinámico. 
Es el esfuerzo proveniente de la realización de movimientos y 
desplazamiento de pesos o resistencias. Supone un gasto energético 
considerable que se facilita en la medida que se asegura una correcta 
oxigenación. En el esfuerzo dinámico se produce una asociación clara entre 
el esfuerzo realizado, el gasto de oxígeno, el volumen sanguíneo y la tasa 
cardiaca. 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
La biomecánica también estudia otros sistemas y órganos corporales, como el 
comportamiento de la sangre como fluido en movimiento, la mecánica de la respiración, o 
el intercambio de energía en el cuerpo humano. Se ocupa de las propiedades mecánicas 
del movimiento del cuerpo y de sus miembros y de los efectos de las fuerzas mecánicas 
sobre ellos. Estas fuerzas o la falta de alguna de las mismas, afectan tanto al cuerpo 
humano como a los órganos y tejidos específicos. 
 
En el cuerpo las venas son el almacén de sangre. Si las piernas no se mueven, la sangre 
tiende a bajar hacia ellas pero no a subir, lo cual se llama acumulación de sangre en las 
venas. Ya que el suministro de sangre requerido por el músculo no varía, el corazón trata 
de mantener un bombeo constante (ml/mm) ajustando los latidos para compensar la 
deficiencia. La acumulación de sangre en las venas da lugar a inflamación de las piernas 
(edema) y a venas varicosas. La carga isométrica o estática es perjudicial para el 
suministro de sangre de un músculo específico, lo mismo que para el suministro de todo 
el cuerpo. 
 
La presión diastólica es la presión mínima, o básica, que la sangre ejerce sobre las 
paredes venosas, de manera que un aumento es particularmente peligroso. Esta presión 
aumenta considerablemente con el trabajo isométrico (cuando el músculo no se mueve) 
perono le afecta el trabajo isotónico (cuando el músculo se mueve). Cuando la presión 
diastólica en reposo es de menos de 90 mmHg, es satisfactoria. De 90 a 100 mmHg es 
sospechosa y de más de 100 mmHg es incorrecta. 
 
La presión sistólica, o fuerza máxima que tiene lugar cuando la oleada de sangre pasa por 
el vaso, aumenta tanto con el trabajo isométrico como con el isotónico. El permanecer 
sentado sin movimiento hace aumentar la presión sanguínea; pero resulta fatigoso porque 
los residuos metabólicos tienden a concentrarse en los músculos a medida que disminuye 
el flujo de sangre. 
 
Como se observa en las gráficas, la presión sistólica aumenta ligeramente durante la 
actividad rítmica (isotónica) y más pronunciadamente durante la actividad estática 
(isométrica). La presión diastólica, más peligrosa, no varía cuando el músculo se mueve, 
pero aumenta bruscamente con las carga estáticas. (Shephard, 1972). 
 
 
 
Figura 1. 6 Comportamiento de la presión sanguínea respecto al 
tiempo. (Shephard, 1972) 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
1.3 DEFINICIÓN DE AMPUTACIÓN 
 
Una amputación es una separación quirúrgica total o parcial de un miembro del cuerpo 
por causa de traumas, enfermedades, etc. 
 
OBJETIVO DE LA AMPUTACIÓN 
 
El objetivo principal de la cirugía de amputación es remover una enfermedad o patología. 
Además, toda cirugía de amputación debe considerar lo siguiente: 
 
� Apropiado manejo de la piel, conductos sanguíneos y nervios. 
� Estabilizar el músculo y maximizar el almohadillado de la amputación. 
� Tratamiento apropiado del hueso. 
� Manejar el proceso de curación y tratamiento apropiado de las áreas que no sanan. 
� Restauración de la vida, a través de la rehabilitación y el reemplazo mediante una 
prótesis. 
 
CAUSAS DE LA AMPUTACIÓN 
 
Las causas por las cuales se ve un médico en la necesidad de amputar, se pueden dividir 
en dos grandes categorías: patológicas y traumáticas. 
 
� Las traumáticas son accidentes en los cuales se hace imposible la recuperación 
de un miembro. Estos pueden ser: accidentes de tránsito o arrollamientos, heridas por 
armas de fuego, descarga eléctrica, picadura de serpiente, castigos o juicios en ciertas 
sociedades (en este caso no necesariamente es un médico el que realiza la 
amputación). 
 
� Las patológicas son aquellas en que ocurre la degeneración de un miembro por 
alguna enfermedad. Estas pueden ser: 
 
� Enfermedades vasculares; asociadas a diabetes ó trombosis. Son 
causas de amputación por la formación de coágulos en los vasos 
sanguíneos. 
 
� Deformaciones congénitas; las deficiencias de miembros congénitos 
se presentan en el neonato debido a malformaciones durante el 
embarazo, causadas por exposiciones a rayos X o consumo de drogas, 
entre otros. 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
 
� Osteomielitis; inflamación de la médula ósea constantemente 
acompañada de osteítis (inflamación de los huesos) y a veces periostitis 
(inflamación de la membrana adherida a los huesos para su nutrición). 
 
� Intoxicación medicamentosa (alergias). 
 
� Infección; es la repuesta del organismo al crecimiento de las bacterias 
dentro de los tejidos. 
 
� Neoplasias; (llamada también tumor o blastoma) es una masa anormal 
de tejido, producida por multiplicación de algún tipo de células, esta 
multiplicación es descoordinada con los mecanismos que controlan la 
multiplicación celular en el organismo. Además, estos tumores, una vez 
originados, crecen aunque dejen de actuar las causas que los provocan. 
La neoplasia es conocida en general con el nombre de cáncer. 
 
� Deformidades congénitas o adquiridas; defectos de la anatomía 
desde el nacimiento o causadas por traumatismo o enfermedad. Las 
personas con defectos parciales o totales de la extremidad pueden 
requerir intervención quirúrgica para hacer más funcional la extremidad 
afectada. 
 
 
NIVELES DE AMPUTACIÓN PARA EXTREMIDAD INFERIOR 
 
Cuanto más elevado es el nivel de amputación, más articulaciones se pierden y hay 
menos potencia, debido a la pérdida muscular y al menor brazo de palanca para controlar 
una prótesis. 
 
Se debe preservar lo más posible de la extremidad comprometida, tomando en 
consideración no sólo su longitud, sino los niveles funcionales de la misma, es decir, las 
articulaciones. 
 
Actualmente las prótesis pueden adaptarse a niveles no ortodoxos de amputación. Otros 
prefieren respetar los niveles tradicionales establecidos. Lo importante es que el nivel de 
amputación debe permitir el uso de una prótesis. 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
 
Los diferentes niveles de amputación del miembro inferior se ven en la figura 1.7. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
� Hemipelvectomía (HP). Amputación por la que aproximadamente una mitad de la 
pelvis es quitada. 
� Desarticulación de la cadera (HD). Amputación que separa la pierna en la 
articulación con la cadera, pero deja la pelvis intacta. 
� Arriba de la rodilla o Transfemoral (AK). Se refiere como una amputación 
transfemoral porque la amputación ocurre en el muslo, a través del hueso femoral (fémur). 
� Desarticulación de la rodilla (KD). Amputación de la pierna a través de la rodilla. 
� Amputación por debajo de la rodilla o transtibial (BK). Se refiere como una 
amputación transtibial porque la amputación ocurre en la pantorrilla, a través de la tibia y 
el peroné. 
� Amputación de Syme. Amputación del tobillo, desarticulando el astrágalo de la tibia y 
seccionando los dos maleolos. 
� Amputaciones distales. Consisten en la amputación de los dedos del pie, la 
transmetatarciana o parcial de pie. 
 
Desarticulación de la cadera (HD) 
Desarticulación de la rodilla (KD) 
Desarticulación del tobillo 
Amputación parcial del pie (PF) 
(Ampu ta c i ó n de Choppa r t ) 
Hemipelvectomía (HP) 
Amputación transfemoral (AK) 
(Arriba de la rodilla) 
Amputación transtibial (BK) 
(Abajo de la rodilla) 
Symes 
Figura 1. 7 Niveles de amputación de extremidad inferior. 
(http://www.waramps.ca/nac/faqamp.htm) 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
 
Toda respuesta de la persona a una amputación es distinta, pues es afectada por factores 
como la edad; el pronóstico relativo al estado subyacente; el estado emocional y nivel de 
desarrollo del paciente. 
 
Según estadísticas del Censo General de Población y Vivienda 2000, del INEGI, existen 
en México 1 795 300 personas con algún tipo de discapacidad, de las cuales 943 717 son 
hombres y 851 583 son mujeres; 50.9% cuentan con un rango de edad de 14 a 64 años. 
Dentro de los tipos de discapacidad, los que se presentan con mayor frecuencia en 
México son dos: la discapacidad motriz (46%) y la discapacidad visual (26%). 
 
El INEGI determina como causas de la discapacidad motriz diferentes factores, 
clasificados, según las estadísticas, como se muestra en la figura 1.8. 
 
Dentro de la discapacidad motriz, la amputación que se presenta con mayor frecuencia es 
la amputación de miembro inferior por encima de la rodilla, es decir, se realiza el corte del 
fémur. Esta tesis se enfocó en el diseño de un socket específico para amputación de 
pierna en la zona femoral. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. 8 Porcentaje de las causas de amputación motriz. 
(Fuente: INEGI “XII CENSO GENERAL DE POBLACIÓN Y VIVIENDA 2000”) 
FÉMUR 
Figura 1. 9 El fémur es el hueso que se corta en el caso de una amputación transfemoral 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
 
Las personas que experimentan la amputaciónde una pierna, esperan que la 
combinación de una prótesis y su rehabilitación les proporcionen una mejor calidad de 
vida. 
 
El paciente se enfrentará a la posibilidad de pérdida de la locomoción; invalidez 
permanente; cambios en sus costumbres hogareñas y quizás pérdida del trabajo. Los 
amputados de miembro inferior han identificado la comodidad y movilidad como las dos 
características más importantes de una prótesis. Estos dos elementos son influenciados 
por su funcionamiento biomecánico y por la transferencia de fuerzas que se registran en 
la interfaz muñón/ socket. 
 
 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
1.4 AMPUTACIÓN TRANSFEMORAL 
 
DEFINICIÓN 
Es la amputación que se presenta a nivel del muslo, por encima de la rodilla. 
 
DEFINICIÓN DE PRÓTESIS 
Es el dispositivo que proporciona apoyo o sustituye al miembro perdido del cuerpo. 
 
DEFINICIÓN DE PRÓTESIS FEMORAL 
La prótesis para amputación transfemoral es el dispositivo externo utilizado para 
reemplazar la ausencia del miembro inferior a nivel del muslo, por encima de la rodilla. 
 
Una prótesis para amputación femoral está formada por los siguientes elementos: 
 
� Socket: Tipo de socket y método de suspensión. 
� Rodilla protésica. 
� Segmento intermedio: tubo de muslo y de pierna y adaptadores. 
� Segmento distal: articulación protésica de tobillo-pie. 
 
Figura 1. 10 Partes de una prótesis femoral 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
 
PROBLEMAS MAS FRECUENTES EN AMPUTADOS FEMORALES 
 
� En el seguimiento 
� Dolor en la zona distal del muñón. 
� Déficit de riego sanguíneo en el muñón: Claudicación. 
� Mala suspensión de la prótesis. 
� Dolor en la ingle. 
� Dolor en el abdomen bajo al sentarse. 
� Heridas o úlceras en la porción distal del muñón. 
� Edema distal del muñón. 
� Formación de granulomas o forúnculos en el borde interno del socket. 
� Marcha anormal (mala alineación de la prótesis, insuficiente adaptación 
entre el muñón y el socket, muñón doloroso). 
� Dolor en el isquion (adelgazamiento del muñón, meseta isquiática mal 
almohadillada, etc.) 
� Maceración de la piel distal del muñón. 
� El muñón no entra hasta el fondo del socket. 
� Fragilidad de la piel del muñón: aparición de heridas o úlceras con mucha 
frecuencia (diabetes, dermatosis). 
� Inseguridad al caminar. 
� Formación de ampollas en la piel del muñón. 
� Decoloraciones en la piel (la zona ha estado sometida durante periodos 
prolongados de tiempo a una excesiva presión). 
� Mal olor del socket. 
� Claudicación hacia el lado de la prótesis. 
� Piel reseca y quebradiza. 
� Adelgazamiento del muñón. 
 
� El peso del amputado ya no está entre los límites de la seguridad de los componentes. 
 
� Los componentes ya no funcionan según las especificaciones del fabricante. 
 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
El nivel de actividad del individuo ya no es compatible con los componentes utilizados, en 
el sentido de que los componentes están aumentando el costo de energía neta del 
individuo en vez de disminuirla. 
 
� Un componente tiene que ser cambiado, pero el reemplazo no es compatible con el 
resto de los componentes existentes. 
 
� Se han realizado ya tantos cambios/alteraciones de los materiales, que su integridad 
estructural ha sido comprometida. 
 
 
Estos últimos problemas también son la causa para determinar cuándo una prótesis debe 
ser remplazada. 
 
Como puede verse, la mayor parte de estos problemas se presentan en la interfase 
amputado-prótesis, es decir, en el socket. La presente tesis buscó disminuir estos 
problemas con el diseño de un socket que se acople mejor al paciente y a los cambios 
que éste experimenta después de la cirugía de amputación. 
 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
1.5 DEFINICIÓN DE SOCKET 
 
Porción de la prótesis que se acomoda alrededor del muñón y a la cual están conectados 
los demás componentes. El socket es la parte más importante de la prótesis y sirve para 
alojar el muñón y desempeña funciones de apoyo, amortiguación, acoplamiento, control, 
coordinación, e interacción entre el paciente y “la pierna artificial”. 
 
SOCKETS QUE SE UTILIZAN EN LA AMPUTACIÓN TRANSFEMORAL 
 
De todos los cambios y adelantos en la industria de las prótesis, ninguno ha tenido un 
impacto más grande que el diseño del socket transfemoral (AK). Se ha progresado desde 
los sockets de madera y los sockets cuadriláteros laminados, hasta el diseño popular 
actual del socket de contención isquiática. 
 
Socket cuadrilateral 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Es esencialmente redondo en su corte horizontal y tiene una configuración interna similar 
a la forma cilíndrica del muñón por encima de la rodilla. El muñón del amputado se inserta 
en el socket como un tapón a un cilindro. Los principios biomecánicos en que se basa el 
diseño del socket cuadrilateral están en relación con las características de cada una de 
las cuatro paredes, los efectos de la posición en flexión y abducción y la alineación medio-
lateral y antero-posterior de la prótesis. Otra característica del socket cuadrilateral es ser 
de contacto total. 
Figura 1. 11 Partes de un socket cuadrilateral 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
Socket de contención isquiática 
 
Es un diseño de socket para amputación transfemoral que coloca la tuberosidad isquiática 
dentro del mismo. Alrededor de 1980, Ivan Large creó un diseño nuevo que ha 
evolucionado en el socket de contención isquiática. Este diseño tiene muchos nombres (el 
diseño del noroeste, la CAT-CAM, el socket de Sabolich, NSNA), pero la idea básica es 
estabilizar la pelvis y fémur controlando el isquion y el fémur. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El material con el que está fabricado puede ser de plástico rígido laminado o un material 
más flexible soportado por una estructura externa más rígida. Tiene forma ovoidea visto 
desde el plano transversal, siendo el diámetro sagital (antero-posterior) más largo. Esto se 
consigue por el hundimiento del borde medial y lateral del socket justo por debajo del 
trocánter mayor. De esta forma se evita el hundimiento del muñón dentro del socket. No 
existe soporte isquiático, pero el isquion está contenido dentro del socket en un intento de 
prevenir el movimiento lateral de éste. El contorno del socket varía, dependiendo de la 
musculatura, de los tejidos blandos y de la estructura esquelética del amputado, por ello 
será diferente según el sexo. 
Los bordes del socket tienen diferentes alturas. La pared medial se eleva hacia arriba y 
adentro uniéndose a la pared posterior hasta englobar el isquion y presionar sobre la 
rama isquiática. La pared lateral es más alta, asciende hasta englobar el trocánter mayor 
y desciende en aducción por debajo del mismo, evitando así que el fémur se desplace en 
abducción. El borde superior de la pared anterior se sitúa por debajo del pliegue inguinal, 
para unirse a la pared medial a la misma altura de aquélla. Con esta forma del socket, se 
consigue un anclaje o “cerradura ósea” formada entre el isquion, el trocánter mayor, y la 
zona latero-distal del fémur, proporcionando mayor estabilidad mecánica para tolerar las 
fuerzas de fricción a nivel perineal y el desplazamiento lateral de la pelvis durante la 
marcha. 
Figura 1. 12 Partes de un socket de contención isquiática. 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
PROBLEMAS POR LOS CUALES ES NECESARIOEL CAMBIO DE SOCKET 
 
El socket, la parte más importante de una prótesis, que puede consistir en un socket 
flexible, una armazón rígida, o una combinación de éstos, debe ser cambiado por las 
siguientes razones: 
 
� Es imposible aumentar o disminuir el tamaño del socket sin construir otra vez la 
prótesis total. 
� El tamaño y/o forma no permite la distribución del peso en las áreas correctas de la 
geometría del muñón, esto puede ser el resultado de un socket demasiado grande, 
demasiado pequeño, o de forma incorrecta, y pueden causar dolor en el fin de la parte 
distal del muñón. 
� Los materiales han sido manipulados, encogidos o estirados, hasta el punto de que la 
integridad estructural de los materiales ha sido comprometida más allá de sus niveles de 
seguridad. 
� Los materiales están fracturados o rotos. 
� Los materiales no son bastante fuertes para sostener el peso del individuo. 
� La suspensión de succión no puede ser mantenida como resultado de un 
escape/avería en la integridad estructural. 
� No puede mantener la higiene. 
 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SOCKETS 
 
TIPO DE SOCKET VENTAJAS DESVENTAJAS 
Contención Isquiática 
 
 
 
 
- Son más ex i tosos que los 
cuadr i la te ra les , para aque l los que t i enen 
miembros res idua les más cor tos , 
carnosos e ines tab les . 
- Se recom ienda para ac t iv i dades 
d inámicas como e l depor te . 
- Mayor suspens ión . 
- Menor desp lazam ien to la te ra l . 
- Mayor d is t r i buc ión de peso en un área 
más grande . 
 
- Les iones cu táneas por f r i cc ión y 
es t i ram iento exces i vo en t re p ró tes i s y 
p ie l . 
- Eros iones de la p ie l , s i no se respetan 
las normas de uso o en caso de 
h ipersens ib i l idad cu tánea a l mate r ia l de l 
socke t . 
- Prob lemas a lé rg i cos . 
- Les iones cu táneas, por aumento de 
sudorac ión de l muñón jun to con una 
fa l ta de t ransp i rac ión . Por e l lo se puede 
produc i r macerac ión de l a p ie l y 
p red ispos ic ión de és ta a i n fecc iones por 
bac ter i as y hongos, as í como les ión por 
fuer zas ex ternas. 
Cuadrilateral 
 
 
- Ayudan a l r e to rno venoso, ev i tando e l 
edema y l os p rob lemas de rmato lóg i cos , 
s iendo la más impor tan te , ya que las 
p res iones ap l i cadas po r e l socket ev i tan 
la acumu lac ión de l íqu idos en los t e j idos 
de l mus lo . 
- Aumen tan e l á rea de carga de l peso de l 
cuerpo. 
- Aumen tan las r eacc iones sensor ia les , lo 
que ayuda a l amputado a con t ro la r su 
pró tes i s . 
- Recomendado para personas ac t ivas . 
- Se recom ienda para pac ien tes muy 
déb i les o de ger ia t r í a . 
- Con su borde poster io r s i t uado en l a 
tuberos idad isqu ia l , puede perm i t i r la 
gama más g rande de l mov imiento en la 
f lex ión y la ex tens ión . 
- Fac i l i ta la acc ión de senta rse . 
- El i squ ion , hueso que sobresa le de la 
pe l v i s puede es tar do lo r i do cuando se 
permanece sen tado sobre una super f ic ie 
dura por t i empo pro longado, perm i t i endo 
que e l fémur se mueva fue ra de s i t io . 
Deb ido a es to e l ind i v iduo co jea o 
cam ina de l ado . 
- Prob lemas derma to lóg icos . 
 
TIPOS DE SUSPENSIÓN 
El correcto diseño del anclaje busca una adaptación íntima y un contacto total con el 
muñón, lo cual facilita la adherencia entre ambos, así como cierto “efecto de succión o 
vacío”. 
 
La capacidad de anclaje/suspensión de la prótesis es una necesidad que deriva del hecho 
de que la prótesis es un elemento extraño al organismo, que debe formar una unidad 
funcional con el mismo, evitando los movimientos indeseados entre el muñón y la 
prótesis. 
Tabla 1. 1 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
En el miembro inferior este anclaje será necesario para que la prótesis no se “descuelgue” 
del organismo, durante la fase de oscilación, aprovechando la forma bulbosa del muñón, y 
también para que haya una buena estabilización en los 3 planos del espacio durante la 
fase de apoyo. Cuando no se da esta unión se produce una “pseudoartrosis” o “pistonaje” 
entre el muñón-socket y se modifica la relación espacial entre ambos, lo cual supone una 
descoordinación y problemas de intolerancia cutánea a las presiones así como mayor 
gasto energético en la marcha. Otras veces se recurre a medios específicos de 
suspensión/anclaje. 
 
TABLA DE VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE TIPOS DE SUJECIÓN 
 
TIPO DE SUSPENSIÓN INDICACIÓN VENTAJAS DESVENTAJAS 
 
Succ ión 
 
Para la mayor par te de 
los pac ien tes que t ienen 
un vo lumen es tab le de l 
m iembro res idua l . 
 
- Permi te l iber tad de mov im ien tos y 
acostumbra a l pac ien te a que u t i l i ce 
la muscu la tu ra de l muñón para 
mantener l a p ró tes i s en su s i t i o 
duran te la marcha. 
- La p ie l es tá en contac to d i rec to 
con e l socket , por lo que l os 
mov imientos de l muñón son 
t ransmi t i dos a la p ró tes i s s in 
pérd idas o amor t iguac iones de l 
mov imiento , d i sm inuye e l “p is toneo ” . 
- Con t iene una vá l vu la que perm i te 
la sa l ida de l a i re . 
- Aumen ta la comod idad y l a 
apar ienc ia es té t i ca ya que no es tá 
a tado a n ingún c in tu rón . 
- Aumen ta la p ropr iocepc ión , ya que 
e l m iembro res idua l es tá cont ra e l 
socke t . 
- Di f i cu l tad pa ra mantene r 
la f i jac ión cuando se es tá 
sen tado o en o t r as 
pos ic iones . 
- Prob lemas de 
t ransp i rac ión de l a p ie l y 
las l es iones cu táneas por 
rozaduras . 
 
Tipo bando lera 
 
 
Se u t i l i za en e l caso de 
muñónes cor tos o 
i r regu lares , cons i s te en 
un t i ran te que pasa por 
enc ima de l hombro y se 
su je ta en su par te 
in fe r io r a la p ró tes i s . 
- Produce muy poca res t r i cc ión de 
mov imiento en e l t ronco . 
- El ma ter ia l es b lando y f l ex ib le . 
- Mant iene la p ró tes is en su lugar y 
se a jus ta a l t amaño de cada 
persona . 
- Con t ro la los p rob lemas de ro tac ión 
de a lgunos g rados en e l con tac to 
in i c ia l . 
- Permi te un buen a jus te s i la 
succ ión no puede ser usada deb ido 
a que de ja c ica t r iz o es déb i l . 
- El i nd i v iduo no t iene que 
inc l i nar se para sacar e l ca lce t ín 
(ca l ce ta pro tés ica) de l socket . 
- Puede se r usado por personas 
a lé rg i cas a l socke t . 
- Puede se r i ncómodo, 
deb ido a que e l c in tu rón 
abarca todo e l t ronco y 
t iene apoyo en e l hombro . 
- Incomod idad de 
l imp ieza . 
- Retenc ión de ca lo r en e l 
cuerpo. 
 
Tabla 1. 2 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
TIPO DE SUSPENSIÓN INDICACIÓN VENTAJAS DESVENTAJAS 
Cinturón silesiano 
 
Se puede u t i l i za r con 
o t ro t i po de suspens ión 
cuando e l con t ro l de la 
ro tac ión es necesar io . 
 
- Produce muy poca res t r icc ión de 
mov imiento en e l t ronco . 
- Es tá hecho de ma ter ia l b lando y 
f lex ib le . 
- Mant iene la p ró tes is en su lugar . 
- Se a jus ta a l tamaño de cada 
persona . 
- Con t ro la los p rob lemas de 
ro tac ión de a lgunos grados en e l 
con tac to in ic ia l . 
- Incomod idad de l imp ieza. 
- Incomod idad asoc iada a l 
a jus te en l a cade ra . 
- Retenc ión de ca lo r ene l 
cuerpo. 
- Puede se r i ncómodo 
deb ido a l es t rangu lamiento 
a l rededor de la c in tu ra . 
 
Cinturón de suspensión 
elástico total (TES)
1
 
 
 
Se u t i l i za cuando e l 
con t ro l de l a ro tac ión es 
necesar io . En ocas iones 
se u t i l i za con o t ro t i po 
de suspens ión . 
 
- Produce muy poca res t r i cc ión de 
mov imiento en e l t ronco . 
- Es cómodo ya que proporc iona 
pres ión en una mayor á rea de 
con tac to . 
- Es tá hecho de ma ter ia l b lando y 
f lex ib le . 
- Mant iene la p ró tes is en su lugar . 
- Se a jus ta a l tamaño de cada 
persona . 
- Ayuda a aque l las personas que 
usan la succ ión como suspens ión . 
- Con t ro la los p rob lemas de 
ro tac ión de a lgunos grados en e l 
con tac to in ic ia l . 
 
- Incomod idad de l imp ieza. 
- Poca comod idad asoc iado 
a l a jus te en l a cadera . 
- Retenc ión de ca lo r en e l 
cuerpo e h ig iene. 
- Puede se r i ncómodo 
deb ido a l es t rangu lamiento 
a l rededor de la c in tu ra . 
 
Cinturón pélvico 
 
 
Para ind iv iduos con 
miembros res idua les 
cor tos , déb i les , y ma l 
fo rmados. 
Para ac t iv idades 
inc luyendo caminar 
sobre t e r reno des igua l 
donde es necesar ia una 
es tab i l i dad med ia l 
la te ra l pa ra con t ro la r la 
ro tac ión en t re e l 
m iembro res idua l y e l 
socke t . 
- Permi te un buen a jus te s i la 
succ ión no puede ser usada deb ido 
a que de ja c ica t r iz o es déb i l . 
- El i nd i v iduo no t iene que 
inc l i nar se para sacar e l ca lce t ín 
(ca l ce ta pro tés ica) de l socket . 
- Puede se r usado por personas 
a lé rg i cas a l socke t . 
 
- Aumen to de peso. 
- Pobre apar ienc ia 
es té t i ca . 
- Mov imiento r es t r ing ido en 
la cadera a l caminar y a l 
sen tarse . 
- Con t inuo man ten im ien to 
deb ido a la un ión 
mecán ica . 
 
1 Siglas utilizadas comúnmente en inglés. (TES) Total Elastic Suspensión. 
Tabla 1. 3 
 
CAPÍTULO 1 Facultad de Ingenier í a , UNAM 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 25 
Capítulo 2. Diseño conceptual 
 
El diseño conceptual es la parte del proceso de diseño en donde se establece la serie de 
operaciones del producto para cumplir las funciones que se le han encomendado y que 
van a dar la dimensión de su valor de uso. Es necesario establecer las funciones, las 
interacciones, las variables físicas y su relación con las especificaciones del producto. 
 
 
2.1 INTRODUCCIÓN 
 
El muñón cambia de forma por el adelgazamiento y la deformación que sufre, por lo que 
la persona que lo utiliza sufre de molestias (como dolores, ampollas, etc.). Se vuelve una 
necesidad el cambio del socket, ya que en determinado momento el acoplamiento en la 
interfaz muñón/socket no es el adecuado, causando incomodidad al usuario de la 
prótesis. 
 
 
En el muñón se deben identificar exactamente las zonas que pueden tolerar mejor la 
transferencia de fuerzas, así como aquellas que son menos tolerantes a la presión, por lo 
cual se debe atender cualquier queja por dolor o molestia que se presente en el muñón. El 
socket como interfaz piel-dispositivo, tiene que ser diseñado correctamente para alcanzar 
la transmisión satisfactoria de las fuerzas, la estabilidad, y el control eficiente para la 
movilidad. En su diseño se deben de modificar las áreas que tienen excedentes de carga, 
para distribuirlas más uniformemente sobre el muñón. 
 
 
En el diseño del socket es importante lograr una interfaz óptima muñón/socket, donde se 
analizan tres puntos; el primero es la búsqueda del material adecuado para su fabricación; 
el segundo la interfase piel/dispositivo; y el tercero el diseño del socket dinámico o bajo 
carga, el análisis de estos tres puntos es con la finalidad de tener un funcionamiento 
semejante a un miembro inferior biológico, así como también una conjunción óptima de 
estos tres factores, lo que podría culminar en un sistema ideal en el diseño del socket. 
 
 
Durante los últimos años, se han realizado adelantos en el campo de las prótesis, con lo 
cual se pretende obtener un mejor diseño, como en la interfaz muñón/socket y en las 
técnicas sofisticadas para su fabricación. 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 26 
DEFINICIÓN DE SOCKET 
 
Es el componente más importante de la prótesis en donde se aloja el muñón y se 
establece la conexión entre el paciente amputado y la pierna artificial. 
 
 
El objetivo que se persigue es diseñar un socket con un sistema ajustable para 
amputación transfemoral. 
 
En México, más del 8 por ciento de la población entre 14 y 69 años padece diabetes y 
cerca del 30% de los afectados desconoce que la tiene. Lo anterior significa que existen 
más de 4 millones de personas enfermas, de las cuales más de 1 millón no está 
diagnosticado debido a que se trata de una enfermedad asintomática en sus primeras 
etapas. 
 
Si la tendencia en el aumento de la diabetes continúa en México como hasta ahora, en el 
año 2025 ocuparemos el séptimo lugar mundial y el primero en Latinoamérica en 
incidencia de diabetes. 
 
La mortalidad por diabetes se ha incrementado sostenidamente durante las últimas 
décadas hasta llegar a ocupar la tercera causa de muerte dentro de la mortalidad general 
en México, únicamente superada por las muertes ocasionadas por las enfermedades 
cardiovasculares y el cáncer. Cabe mencionar que la diabetes en sí misma es un factor de 
riesgo importante en lo que respecta a la aparición de enfermedades cardiovasculares. 
 
La diabetes reduce significativamente la calidad de vida de los pacientes ya que es un 
padecimiento incapacitante. Ello se debe en gran parte a que las personas no tienen los 
cuidados necesarios para aminorar los riesgos que tiene esta enfermedad. 
 
Se calcula que solo 200 000 diabéticos están bien controlados de los millones de 
diabéticos en México. La diabetes mal controlada ocasiona la aparición temprana de 
graves complicaciones vasculares tales como nefropatía, retinopatía y gangrena que 
ocasiona la frecuente amputación de miembros inferiores. 
 
En cuanto a la gangrena, se debe a los altos niveles de azúcar en la sangre, lo que 
ocasiona ateroesclerosis en arterias grandes o pequeñas que provocan, a su vez, severos 
problemas circulatorios en los miembros inferiores que pueden conducir a la amputación 
de los mismos. 
 
De hecho la gangrena representa una infección extrema que se presenta en personas que 
no tuvieron ningún control de su dieta y por tanto de los azúcares consumidos, lo que 
aumenta las cantidades de glucosa y colesterol que pueden enfermar a las venas, 
impidiendo la llegada de sangre suficiente a pies y piernas. 
 
Según reportes de la Secretaría de Salud, en el año 2000 se amputaron 75000 piernas en 
México. Se calcula que dichas cifras son aún mayores tomando en cuenta las 
amputaciones realizadas por la práctica privada y todos aquellos casos no reportados. 
 
 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 27 
Las personas con miembros amputados sufren una disminución severa en su calidad de 
vida y en su productividad laboral además de las secuelas emocionales causadas por la 
pérdida de un pie o una pierna. Además, se calcula que solo 1 de cada 10 personas con 
miembros amputados se rehabilita y únicamente el 30% de los rehabilitados sabe usar 
adecuadamente sus aparatos y prótesis. 
 
Adicionalmente, las prótesis son costosas y pueden llegar a precios de hasta $ 90 000.00 
pesos. Por lo anterior, el costo económico que sufren los afectadosasí como los Sistemas 
de Salud a raíz de una amputación, son considerablemente elevados. Sin embargo, está 
demostrado que todos los problemas de la diabetes mellitus pueden retrasarse 
considerablemente o incluso, pueden no aparecer, si se lleva un buen tratamiento. 
 
Esta enfermedad requiere mucha responsabilidad del paciente, de sus familiares y 
médicos que lo atienden. El paciente diabético tiene que estar al tanto de cualquier 
complicación, tener mucho celo en llevar su dieta, el control estricto de su glucosa; así 
como otros factores de riesgo, como son el colesterol elevado, la presión arterial, el 
tabaquismo y el consumo de alcohol. 
 
Debido a las estadísticas podemos apreciar que las personas amputadas por diabetes 
requieren de cuidados especiales, por esta razón, el diseño del socket se enfocará a este 
tipo de causas de amputación, ya que, considerando estos cuidados en cualquier persona 
representaría mayor comodidad. 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 28 
2.2 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA 
 
 
 
1. Disminución de masa muscular. La pérdida de masa muscular se aprecia 
en los pacientes amputados por arriba de la rodilla con el tiempo, debido a la falta 
de actividad lo cual provoca un adelgazamiento del miembro. 
 
 
2. Tiempo de vida útil. Debido a la disminución de masa muscular, el muñón 
cambia y el socket conserva sus características, lo que implica fabricar otro socket a 
corto plazo con las nuevas características del muñón. 
 
 
3. Tiempo de uso diario. El tiempo de uso diario es limitado debido a que los 
sockets existentes presentan rigidez en su variedad de materiales y falta de 
ventilación que es necesaria para que el usuario pueda llevar a cabo actividades de 
la vida cotidiana. Estos problemas provocan las siguientes molestias: 
 
� Rozamiento 
� Irritación 
� Sudoración 
� Incomodidad 
� Entrada forzada del muñón al socket 
� Se tienen que utilizar calcetas, medias, talco y otros para la fácil adaptación 
 
 
4. Costo. En la actualidad, el costo de los sockets es muy elevado, de entre 
$5 000 y $6 000, además de que se tiene que cambiar cada determinado periodo de 
tiempo, que regularmente es corto, lo que implica una mayor inversión de los 
pacientes. 
 
 
Como se puede identificar, la función principal del socket es alojar el muñón y lo que se 
pretende en el proceso de diseño, es que éste tenga una función de ajuste. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Proceso 
 
Alojar el muñón Ajustable 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 29 
Para el proceso es importante conocer las necesidades de las personas amputadas arriba 
de la rodilla, para generar la información que permita conocer lo que requieren para 
satisfacerlas. 
 
Para obtener los requerimientos de los usuarios, fue necesario recurrir a diferentes 
medios: encuestas, vía internet, en el Centro Nacional de Rehabilitación (CNR) e 
inscripción a listas de discusión electrónicas sobre amputados. 
 
Para la obtención de datos por medio de las encuestas (Anexo A1), fue necesario conocer 
el tamaño de la muestra requerida para obtener la información suficiente de la mayor 
población con amputación transfemoral en México (Anexo A2). Dichas encuestas se 
distribuyeron vía internet, en hospitales, en el Centro Nacional de Rehabilitación (CNR) y 
clínicas con el objetivo de que llegaran a las personas que presentan esta discapacidad. 
 
El número de encuestas contestadas fue insuficiente debido a la poca disponibilidad de la 
gente. Las listas de amputados fueron las que nos ayudaron a obtener más información, 
ya que en ellas las personas comparten sus experiencias, sus necesidades y se 
proporcionan información de avances tecnológicos en prótesis. 
 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 30 
2.3 REQUERIMIENTOS 
 
 
▪ Requerimientos funcionales. 
 
� Manejable. Que el socket sea de tamaño adecuado para su manipulación, que su 
manera de sujeción con la prótesis sea a través de un movimiento, que se pueda 
introducir y retirar de la forma más sencilla posible. 
� Mayor movilidad. Que permita al paciente mover su prótesis con la mayor libertad 
posible. 
� Funcional. Que el socket sirva como punto de unión entre el muñón y la prótesis. 
Que cumpla con la función para la cual fue diseñado. 
� Ligero. Que el peso sea el adecuado, que al paciente no le cueste trabajo moverse 
y se sienta más ágil al caminar así como para no crear un daño posterior en alguna 
parte del cuerpo. 
� Ajustable. Que el socket se pueda adaptar (ajustar) al muñón conforme éste vaya 
cambiando su forma. 
� Durable. Que el tiempo de vida sea prolongado. 
� Seguro. Que el socket sea capaz de soportar el peso corporal, que esté bien 
alineado para lograr mayor estabilidad y que evite que la prótesis se mueva o se 
resbale brindándole al paciente seguridad al caminar. 
� Presión adecuada. Abarcar mayor área de contacto entre el muñón y el socket, 
procurando una distribución uniforme de la presión de tal forma que no oprima al 
muñón de una manera que obstruya el paso de la sangre. 
 
▪ Requerimientos no funcionales. 
 
� Cómodo. Que el socket sea lo más confortable posible y que el paciente no sienta 
molestias. 
� Apariencia estética. Que el socket sea cosmético, es decir, que su tamaño sea el 
adecuado de tal manera que no se distinga de la otra pierna, que el contorno no 
sea visible, que no se detecte bajo la ropa cuando el paciente tenga puesta la 
prótesis, etc. 
� Mantenimiento. Que el socket sea fácil de limpiar (higiene), que se pueda 
conservar en buenas condiciones a medida que pasa el tiempo con un 
mantenimiento tanto preventivo como correctivo. 
 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 31 
Con base en los requerimientos establecidos se determinaron las especificaciones, las 
cuales se presentan a continuación. 
 
 
2.4 ESPECIFICACIONES 
 
Las especificaciones que se tomaron en cuenta se listan a continuación: 
 
� Propiedades de los materiales 
� Módulo de Young (E) 
� Resistencia a la fluencia (σy) 
� Peso 
� Volumen 
� Dimensiones del socket 
� Dimensiones del muñón 
� Tolerancias 
� Acabado superficial 
� Fricción 
� Fuerzas estáticas y dinámicas 
� Presión 
� Peso de la persona 
� Peso de la prótesis 
� Temperatura de operación 
� Costo 
 
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 32 
2.5 CARTA MORFOLÓGICA 
 
 
Haciendo un análisis se consideraron como principales las siguientes funciones: 
 
� Alojar: Cómo va a entrar el muñón al socket. 
� Sujetar: Permitir que el muñón se mantenga estable dentro del socket. 
� Amoldar: Cómo se va adquiriendo y ajustando la forma del muñón. 
� Apoyar: Cómo va a descansar la parte distal (baja) del muñón dentro del socket. 
� Amortiguar: Cómo va disminuir la sensación a los impactos. 
 
Una vez definidas las funciones del socket, se realizaron las posibles opciones de 
solución, que se muestran en la carta morfológica en la cual se hizo un arreglo matricial, 
que tiene en un eje coordenado las funciones a cumplir por el socket y en el otro eje, 
todas las posibles formas de cumplir con esta función. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
De la carta morfológica se pueden generar 564 combinaciones, analizando las funciones 
principales se propusieron dieciséis, consideradas las más factibles. 
 
Posteriormente se hizo un análisis de cuál era la mejor combinación, con ayuda de una 
matriz de decisión. 
 
Figura 2. 1 Carta morfológica que muestra las posibles soluciones 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 33 
2.6 MATRIZ DE DECISIÓN 
 
La matriz de decisión permite plasmarde una manera clara los conceptos que se están 
evaluando así como las calificaciones que se les atribuyen, basándose en un criterio de 
selección determinado. 
 
En el eje vertical aparecen las opciones de solución a evaluar, mientras que en el eje 
horizontal aparecen las funciones bajo las cuales se evaluarán las alternativas de 
solución. 
 
 
 
 Funciones 
 
 
 
 
 
 
Alternativas A
L
O
J
A
R
 
S
U
J
E
T
A
R
 
A
M
O
L
D
A
R
 
A
P
O
Y
A
R
 
A
M
O
R
T
IG
U
A
R
 
A 
B 
C 
D 
E 
F 
G 
H 
I 
J 
K 
L 
 
 Eliminada 
 
 Equidad de calificación 
 
Tabla 2. 1 Modelo de matriz de decisión 
 
 
Realizando el análisis se observó que para la función de alojar, en todas las alternativas, 
se aplicaba el mismo principio, por lo cual se eliminó como función principal. 
 
En las funciones de apoyar y amortiguar se estableció, con base en el criterio de 
selección, que cada una de las alternativas tenían la misma calificación, es decir, que 
ninguna es considerada la mejor, por lo que cualquier alternativa se podría adaptar al 
diseño. 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 34 
El análisis de resultados de esta tabla se obtiene por medio del producto de la calificación 
dada y el porcentaje considerado de acuerdo a su importancia, un 60% a la función de 
sujetar y un 40% a la función de amoldar. 
 
Se utilizó una escala de calificación del 0 al 5 en donde 0 es la calificación más baja y 5 la 
mejor calificación. 
 
 
 
SUJETAR AMOLDAR 
0.6 0.4 
 Funciones 
 
 
 
Alternativas C %C C %C 
TOTAL 
A 4 2.4 3 1.2 3.6 
B 4 2.4 3 1.2 3.6 
C 4 2.4 3 1.2 3.6 
D 4 2.4 3 1.2 3.6 
E 1 0.6 4 1.6 2.2 
F 3 1.8 4 1.6 3.4 
G 1 0.6 3 1.2 1.8 
H 3 1.8 3 1.2 3 
I 3 1.8 3 1.2 3 
J 4 2.4 3 1.2 3.6 
K 3 1.8 5 2 3.8 
L 4 2.4 3 1.2 3.6 
Tabla 2. 2 Matriz de decisión 1 
 
Los resultados obtenidos muestran que la mejor combinación fue la K. 
 
Después se decidió generar otras cuatro combinaciones para evaluarlas con el resultado 
obtenido en la matriz de decisión 1, las alternativas se muestran a continuación: 
 
 
SUJETAR AMOLDAR 
0.6 0.4 
 Funciones 
 
 
 
Alternativas C %C C %C 
TOTAL 
K 4 2.4 3 1.2 3.6 
M 3 1.8 2 0.8 2.6 
N 3 1.8 4 1.6 3.4 
O 4 2.4 4 1.6 4 
Tabla 2. 3 Matriz de decisión 2 
 
 
Se observa que la mejor combinación fue la O. 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 35 
Finalmente se propuso una alternativa combinando elementos de las anteriores, y 
comparándola con la mejor obtenida en la matriz de decisión 2 se tienen los siguientes 
resultados: 
 
 
 
 
 
 
 
Se observa que la mejor combinación fue la P. 
SUJETAR AMOLDAR 
0.6 0.4 
 Funciones 
 
 
 
Alternativas C %C C %C 
TOTAL 
K 4 2.4 3 1.2 3.6 
O 4 2.4 4 1.6 4 
P 4 2.4 5 2 4.4 
Tabla 2. 4 Matriz de decisión 3 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 36 
Las alternativas de solución, obtenidas con la ayuda de la carta morfológica, así como sus 
ventajas y desventajas se muestran a continuación: 
 
 
ALTERNATIVA VENTAJAS DESVENTAJAS 
A 
- Su fo rma s i rve de sopor te para que la 
cabeza de l f émur no sa lga de la 
cav idad de l hueso i l iaco . 
- Cuenta con conex iones para a l i near 
los componentes r í g idos . 
- Permi te que e l múscu lo se pueda 
expand i r cuando e l usuar io es té 
sen tado. 
- Se pueden separar los e lementos 
cuando e l usuar io camine. 
- La par te de su jec ión no cumpl i r ía con 
e l r equ is i t o de ser a jus tab le . 
- La d is t r i buc ión de la p res ión no es 
un i fo rme. 
B 
- Cuenta con conex iones e lás t icas pa ra 
a l i near l os componen tes , perm i t iendo 
que e l múscu lo se pueda es t i ra r . 
- Permi te que e l múscu lo se pueda 
expand i r cuando e l usuar io es té 
sen tado. 
- Se pueden separar los e lementos 
cuando e l usuar io camine. 
- La par te de su jec ión no es a jus tab le . 
- La d is t r i buc ión de la p res ión no es 
un i fo rme. 
- No t i ene es t ruc tura de sopor te por lo 
que las par tes r íg idas pod r ían causa r 
mo les t ias y daños a l muñón 
(de fo rmac ión , her idas en l a p ie l , e tc . ) . 
 
 
C 
- Los aros que se amoldan a l muñón, 
se in f lan independ ien temente según e l 
usuar io l o requ iera . 
- Permi te que e l múscu lo se pueda 
expand i r cuando e l usuar io es té 
sen tado. 
 
- El mecan ismo para i n f la r cada aro , 
por ser independ ien te , requ iere de más 
vá l vu las . 
- Cuenta con una t rampa pa ra ev i t a r 
que e l muñón se resba le , l a cua l podr ía 
l legar a ser insegura , apre tar mucho e l 
muñón, imped i r la buena c i rcu lac ión de 
la sangre y ser incómoda. 
- La es t ruc tura ca rece de e lemen tos 
para dar es tab i l idad . 
Tabla 2. 5 Alternativas de solución 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 37 
 
ALTERNATIVA VENTAJAS DESVENTAJAS 
D 
- La par te que se amo lda se aseme ja a 
la fo rma de l os múscu los . 
- Cuenta con una t rampa e lás t ica que 
t iene la func ión de amor t i guar . 
- Cuenta con conex iones pa ra a l inear 
los componentes . 
- Se pueden separar los e lementos 
cuando e l usuar io camine. 
- La par te de su jec ión no es a jus tab le . 
- No t i ene es t ruc tura de sopor te por lo 
que las par tes r íg idas pod r ían causa r 
mo les t ias y daños a l muñón 
(de fo rmac ión , her idas en l a p ie l , e tc . ) 
 
E 
- La es t ruc tura se va a jus tando según 
e l usuar io lo r equ iera . 
- La “bo l sa ” en donde se a lo ja e l 
muñón t iene la pos ib i l idad de 
camb iar se . 
 
- La es t ruc tura puede l legar a pe l l i zcar 
a l muñón. 
- Puede causar insegu r idad e 
incomodidad a l caminar . 
- No t i ene n ingún sopor te en l a par te 
super io r . 
- No t i ene es t ruc tura de sopor te por lo 
que las par tes r íg idas pod r ían causa r 
mo les t ias y daños a l muñón 
(de fo rmac ión , her idas en l a p ie l , e tc . ) 
F 
- Con t iene una a lmohad i l la en fo rma 
c i r cu la r que se va a jus tando ( r e l leno o 
f lu ido) según e l usuar io lo requ iera . 
- La “bo l sa ” en donde se a lo ja e l 
muñón t iene la pos ib i l idad de 
camb iar se . 
- Puede causar insegu r idad e 
incomodidad a l caminar . 
- Si e l an i l l o l lega a t ener una pos ic ión 
muy a l ta la par te ba ja de l muñón 
quedar ía s in su je ta r . 
- No t i ene n ingún sopor te en l a par te 
super io r . 
Tabla 2. 6 Alternativas de solución 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 38 
 
ALTERNATIVA VENTAJAS DESVENTAJAS 
G 
- La es t ruc tura se va a jus tando según 
e l usuar io lo r equ iera . 
 
 
- La es t ruc tura puede l legar a pe l l i zcar 
a l muñón. 
- Puede causar insegu r idad e 
incomodidad a l caminar . 
- No t i ene n ingún sopor te en l a par te 
super io r . 
- No t i ene es t ruc tura de sopor te por lo 
que las par tes r íg idas pod r ían causa r 
mo les t ias y daños a l muñón 
(de fo rmac ión , her idas en l a p ie l , e tc . ) 
H 
- Se adapta a l a f o rma de l muñón 
según lo r equ iera e l usuar io . 
- Con t iene una par te en donde se 
amor t igua y alo ja e l muñón que 
tamb ién t iene la pos ib i l idad de i n f l a rse 
o re l lenarse depend iendo de l g rosor de 
la par te ba ja de l muñón. 
- No t i ene es t ruc tura de sopor te por lo 
que las par tes r íg idas pod r ían causa r 
mo les t ias y daños a l muñón 
(de fo rmac ión , her idas en l a p ie l , e tc . ) 
- Cuenta con un sopor te muy 
de lgado en l a par te supe r io r . 
 
I 
- Se adapta a l a f o rma de l muñón 
según lo r equ iera e l usuar io . 
- Con t iene una par te en donde se 
amor t igua y a lo ja e l muñón que 
tamb ién t iene la pos ib i l idad de i n f l a rse 
o re l lenarse depend iendo de l g rosor de 
la par te ba ja de l muñón. 
- El a r reg lo de las a lmohad i l las 
p ropo rc iona mayor á rea de contac to . 
- Cuenta con dos e lementos de a jus te 
para dar es tab i l idad . 
- No t i ene es t ruc tura de sopor te por lo 
que las par tes r íg idas pod r ían causa r 
mo les t ias y daños a l muñón 
(de fo rmac ión , her idas en l a p ie l , e tc . ) 
- No t i ene n ingún sopor te en l a 
par te super io r . 
 
Tabla 2. 7 Alternativas de solución 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 39 
 
 
ALTERNATIVA VENTAJAS DESVENTAJAS 
J 
- Se adapta a l a f o rma de l muñón 
según lo r equ iera e l usuar io . 
- La d is t r i buc ión de la p res ión es 
un i fo rme. 
- Cuenta con co lchones o a lmohad i l l as 
que a l ser i n f lados o r e l lenados no 
perm i ten l a buena c i r cu lac ión de la 
sangre . 
- La t r ampa e lás t ica puede l legar a 
romperse . 
- No t i ene vá lvu la para la sa l i da de l 
a i re . 
K 
- Se adapta a l a f o rma de l muñón 
grac ias a su es t ruc tura . 
- La par te que se amo lda se aseme ja a 
la fo rma de l os múscu los . 
- Con t iene gu ías que dan es tab i l idad a l 
muñón y conservan su es tado. 
- Los componen tes son independ ien tes 
en t re s í . 
- No t i ene sopor te en la par te super io r . 
L 
- Se adapta a l a f o rma de l muñón 
según lo r equ iera e l usuar io . 
- La d is t r i buc ión de la p res ión es 
un i fo rme. 
- Las es feras de la par te que se i n f la o 
re l l ena son muy pequeñas y podr ían no 
perm i t i r l a buena c i r cu lac ión de la 
sangre . 
- No t i ene es t ruc tura de sopor te por lo 
que las par tes r íg idas pod r ían causa r 
mo les t ias y daños a l muñón 
(de fo rmac ión , her idas en l a p ie l , e tc . ) 
- No t i ene sopor te en la par te super io r . 
Tabla 2. 8 Alternativas de solución 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 40 
 
Tabla 2. 9 Alternativas de solución 
ALTERNATIVA VENTAJAS DESVENTAJAS 
M 
- Tiene apoyo en la par te a l ta y en l a 
par te ba ja . 
- Permi te ex tens ión y cont racc ión de l 
muñón. 
- No t i ene n ingún apoyo en la par te 
cen t ra l . 
- La d is t r i buc ión de la p res ión no es 
un i fo rme 
- Causa insegur idad e incomodidad a l 
cam inar . 
N 
- Se amolda b ien a la fo rma de l muñón. 
- Permi te ex tens ión y cont racc ión en l a 
par te an ter io r y poster io r de l muñón . 
- La d is t r i buc ión de la p res ión no es 
un i fo rme. 
- Causa insegur idad e incomodidad a l 
cam inar . 
 
O 
- Se adapta a l a f o rma de l muñón 
grac ias a su es t ruc tura . 
- Con t iene gu ías ver t ica les que dan 
es tab i l i dad a l muñón conservando su 
es tado . 
- Se amolda b ien a la fo rma de l muñón 
y se a jus ta según e l usuar io lo 
requ iere . 
- La par te super io r no es a jus tab le . 
 
 
P 
- Se adapta a l a f o rma de l muñón 
grac ias a su es t ruc tura . 
- Con t iene gu ías ver t ica les y 
hor i zon ta les que dan es tab i l idad a l 
muñón conservando su es tado. 
- Se amolda b ien a la fo rma de l muñón 
y se a jus ta según e l usuar io lo 
requ iere . 
- Tiene mayo r á rea de contac to . 
- Las gu ías ver t ica les pueden l legar a 
dob larse causando incomodidad e 
insegur idad a l caminar . 
 
 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 41 
Posteriormente se modificó la combinación final (opción P) resultante de la matriz de 
decisión y se determinó como el mejor diseño el que se muestra a continuación: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2. 2 Diseño final 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 42 
2.7 MATRIZ QFD 
 
El Despliegue de la Función de Calidad QFD (Quality Function Deployment) es una 
herramienta de diseño de productos y servicios que recoge la voz del cliente y la traduce, 
en pasos sucesivos, a características de diseño y operación que satisfacen las demandas 
y expectativas del mercado, a través de la utilización de una serie de matrices que son 
aplicadas a cada fase de ejecución de los productos o servicios y en cuya preparación 
participan las distintas áreas de una organización como marketing, ingeniería y 
operaciones. 
 
El QFD se pregunta “por qué” necesitan y “qué” esperan del producto o servicio los 
usuarios. También se interroga por “cómo” conseguir satisfacer sus necesidades y 
expectativas, y en este caso se está ya ante la cuestión de cómo diseñar el producto o 
servicio para que responda a la calidad esperada. 
 
El desarrollo del QFD para el diseño de un producto tiene fases muy definidas, que se 
enumeran a continuación: 
 
 
� Identificación de clientes 
 
Para lograr esto es importante realizar un estudio de mercado ya que es necesario 
identificar a los clientes potenciales, conocer sus necesidades específicas, sus 
expectativas futuras y sus deseos. 
 
 
� Clasificación de clientes 
 
Generalmente resulta difícil conseguir sectores de mercado homogéneos en sus deseos y 
expectativas debido a que cada persona tiene necesidades diferentes. 
 
Ya que existen diversidad de clientes, preferencias y necesidades, se decidió enfocar este 
trabajo en los pacientes de entre 18 y 65 años de edad. 
 
 
� Identificación de las expectativas de los clientes 
 
Primero se debe conocer el tamaño de la muestra representativa (Anexo A2) para obtener 
información suficiente y las encuestas deben ser diseñadas de tal manera que arrojen 
información sobre lo que queremos saber de los clientes. 
 
Para obtener esta información se utilizaron diferentes fuentes como encuestas (vía 
internet, hospitales, clínicas, etc.) y por medio de listas de amputados (internet). 
 
CAPÍTULO 2 Facultad de Ingeniería, UNAM 
 
 
 43 
 
� Jerarquización de dichas expectativas 
 
Ya que se tiene “la voz del cliente”, es decir, los datos obtenidos por medio de las 
encuestas, es necesario saber cuál requerimiento es el más importante. De la 
información conseguida se detecta que la mayoría de las personas amputadas tienen las 
necesidades mostradas tanto en los requerimientos funcionales como en los no 
funcionales, lo que se quiere procurar es que este producto cumpla la mayor parte de 
ellas. Algunas se podían englobar en una sola idea, por ejemplo: sin molestias, que lo 
sienta más confortable, que no produzca alergias ni rozaduras, etc., se pueden resumir 
en que sea cómodo. 
 
 
� Identificación de las funciones del producto 
 
Ya que se conoce “la voz del cliente” se debe transformar en especificaciones 
(características técnicas) para poder cumplir con las expectativas. 
 
El método QFD permite relacionar las expectativas del cliente y las especificaciones