ABOVE: Albert Chi, MD, um cirurgião de trauma do Hospital Johns Hopkins, Baltimore, faz uma mão e-NABLE. ABAIXO: ampliação de peças 3D da mão e-NABLE. Fotografia cortesia do e-NABLE e Jen Martin Studios.
O uso da impressão 3D está se desenvolvendo rapidamente em várias indústrias, incluindo aeroespacial, defesa, automotiva e, notadamente, de saúde. Ao mesmo tempo, a tecnologia trouxe capacidades de fabricação para escritórios, casas, salas de aula, laboratórios universitários e pequenas empresas, desencadeando um tsunami de criatividade e inovação.
“A impressão em 3D existe há décadas…. O que há de novo é que a impressão em 3D chegou a impressões e pegadas amigáveis ao consumidor, novos materiais e técnicas estão tornando novas coisas possíveis, e a Internet está unindo tudo isso”, de acordo com um relatório de 2013, 3D Printing and the Future of Manufacturing, da Computer Sciences Corporation,Falls Church, Virginia.
3D printing has ignited interestfrompe os interesses da comunidade O&P também, refletido em pesquisas, apresentações em conferências profissionais e científicas, iniciativas de pesquisa e desenvolvimento, e novos produtos no mercado. No entanto,uma onda de novos desenvolvimentos em prótese fora da comunidade O&P despertou o interesse e a concertação da comunidade O&P. Embora este artigo se concentre na parte superior das próteses nervosas, também vamos analisar algumas inovações em ortopedia e nas próteses nervosas inferiores.
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População não atendida ganha uma mão amiga
Estórias sobre estudantes do ensino médio e universitário, engenheiros, profissionais de saúde e hobbyistas criando próteses para crianças com amputações ou deficiências nos membros congênitos têm despertado a atenção da mídia e atraído a curiosidade do público. O interesse em ajudar os outros está convergindo com uma paixão criativa pela inovação tecnológica alimentada por impressoras 3D acessíveis, materiais de baixo custo e arquivos de código aberto para impressão. A tecnologia também é promissora ao atender às necessidades de O&P de emissões humanitárias em países em desenvolvimento ou áreas afetadas por guerras e desastres naturais, diz Jeff Erenstone, CPO, Mountain Orthotic and ProstheticServices, Lake Placid, Nova York.
A boy uses his e-NABLE hand to ride his bike.
An e-NABLE volunteer assembles a 3D-prosthetic hand-prosthetic-prosthetic-prosthetic hand while the recipient watch. Fotografias cortesia de e-NABLE e Jen Martin Studios.
Uma das organizações da forefrontis e-NABLE (www.enablingthefuture.org), fundada em 2013 por JonSchull, PhD, um cientista pesquisador do Media Arts Games Interaction CreativityCenter no Rochester Institute ofTechnology. A rede mundial de voluntários está crescendo rapidamente; Schull estima que agora é de cerca de 6.300 e está crescendo cerca de 1% a cada semana, com dispositivos atualmente fornecidos para pelo menos um receptor em cerca de 40 países.
Desde que as crianças crescem mais que as próteses rápidas e, sendo ativas e enérgicas, são duras com seus dispositivos, o custo de fornecer próteses tradicionais é proibitivo para a maioria das famílias. Assim, as crianças passam sem. “E mesmo quando têm próteses tradicionais, elas muitas vezes as rejeitam”, comenta Schull.
“Com as crianças, nós estamos realmente no ponto doce”, ele continua. “Os super-herodesigns e as características de brinquedo tornam-nas atraentes para as crianças; os seus amigos também aderem aos aparelhos”. Portanto, há psicossocialas bem como benefícios funcionais”, acrescenta Erenstone, um voluntário com e-NABLE.
e-NABLE: What’s Available, What’s Coming
A maior parte dos dispositivos e-NABLE volunteersprovide são mãos parciais exigindo que o receptor tenha um pulso intacto; no entanto, dispositivos transradiais e até mesmo trasumerais estão sendo desenvolvidos ou estão em testes beta antes de serem liberados publicamente. Vários receptores de mão e membros da família estão pagando para frente, tornando-se voluntários, fazendo mais dispositivos, e alguns receptores estão se voluntariando para testes beta de novos dispositivos.
Incluído no website e-NABLE está uma prótese mioelétrica para pessoas com diferenças de membros transumerais, o braçoLimbitless, criado por uma equipe de estudantes da Universidade da Flórida Central (UCF) liderada pelo estudante de doutorado em engenharia Albert Manero. Embora os arquivos de código aberto estejam disponíveis para download e os componentes e materiais possam ser comprados em varejistas de consumo com ampla disponibilidade, o design requer grande experiência elétrica, tempo e uma impressora mais robusta do que a maioria dos voluntários têm, pontos e-NABLE. A equipe da UCF criou uma não-profitorganização, Limbitless Solutions(www.limbitless-solutions.org), que pode fornecer as próteses por cerca de $350 em custo de materiais.
Safety, Regulatory Concerns
A comunidade O&P expressou preocupação com a segurança de dispositivos 3D desenhados e impressos por voluntários que não têm a entrada de próteses profissionais e não foram aprovados pela U.S.Food and Drug Administration (FDA).
The American Orthotic &ProstheticAssociation (AOPA) emitiu uma declaração em fevereiro que expressa estes segundos. “e estão intrigados com a emergência de tecnologias 3D em várias reportagens recentes na TV, na imprensa e na web, enquanto observam que em muitos casos os cuidados apresentados envolvem instâncias que não cumprem totalmente com as regras da FDA e / ou federal ou estadual licenciamento e requisitos de acreditação”. Schullnotes que ele compartilha dessa preocupação e que os oficiais da FDA têm apoiado o trabalho do e-NABLE, como expresso pelo oficial da FDA Matthew DiPrima durante o Science in 3D: 2015 BioinformaticsFestival em janeiro.
A declaração da AOPA também refletiu a preocupação dos prostitutas com o custo das próteses tradicionais de salto superior.
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Não Próteses de Pleno Direito
Talvez a preocupação com a segurança e regulamentação seja uma distinção não bem compreendida pela mídia e pelo público em geral, que os dispositivos impressos voluntariamente3D não são próteses de fato funcionais, de acordo com seus produtores. A Schull é rápida a apontar as limitações dos dispositivos paralhados. Como foi observado no site do e-NABLE, os dispositivos produzidos a partir de seus desenhos devem ser vistos como ferramentas e notas totalmente funcionais. Eles ajudam as crianças a fazer tarefas simples como segurar uma garrafa de água enquanto seguram um lanche na outra mão, usando duas mãos para andar de bicicleta, pegando uma bola. O site adverte que os aparelhos não aguentam mais do que alguns quilos de peso e que a força das pegas não é forte o suficiente para brincar em barras de chave, trabalhar com freios de bicicleta, dohandstands, ou fazer atividades similares.
Erenstone menciona que a sua discussão com Schull ajudou a acrescentar ao e-NABLE o valor e a necessidade de envolver os protéticos profissionalmente treinados no desenvolvimento e aplicação dos dispositivos. Schull está ansioso para chegar à comunidade O&P. Ele e Erenstone apresentam a sessão geral da manhã na Assembléia Nacional da AOPA sobre “O Admirável Mundo Novo dos Dispositivos Impressos 3D”: Desafios e Oportunidades” juntamente com um workshop da tarde para os participantes experimentarem a sua mão na impressão 3D. Schull também apresentou na International Society for Prostheticsand Orthotics (ISPO) Canada SymposiumGeneral Session em 2.
“Estamos ansiosos para colaborar com e incluir profissionais entre os nossos voluntários, bem como entre os nossos conselheiros”, diz Schull. “O objetivo é desenvolver novas oportunidades e criar novas opções para os usuários, assim como profissionais. Estou muito consciente de que só podemos servir uma percentagem muito pequena das pessoas que necessitam de dispositivos, próteses ou órteses. Os prostitutas e ortotistas são uma parte essencial do sistema de saúde para decidir que tipos de sistemas são necessários”. Ele continua, “Nós realmente gostaríamos de trabalhar com a comunidade O&P; há um lugar para todas essas soluções. Não é nosso propósito minar a profissão muito valiosa que torna possível o que fazemos e faz o que não podemos fazer”
False Picture for Policymakers, Public?
algum O&Os médicos e outros interessados expressaram preocupação com a cobertura da imagem gerada pela bymedia que parece igualar uma mão protética impressa em 3D que tem tecnologia relativamente simples e função limitada com a função, força e durabilidade de uma prótese de membros superiores complexa, desenhada profissionalmente, fabricada e ajustada, além de inflacionar grandemente os custos das próteses fornecidas profissionalmente.
“Como prostitutas, nos sentimos muito confiantes com o encaixe do soquete, as propriedades do material e o trabalho com os pacientes”, aponta Gerry Stark Jr., MSEM, CPO/L,FAAOP, especialista clínico sénior de membros superiores, Otto Bock HealthCare, Austin, Texas. “Todas essas competências ainda são extremamente valiosas e relevantes com a impressão em 3D”. Basicamente, a impressão em 3D pode ser considerada uma forma sofisticada e inovadora de tecnologia para auxiliar no processo de fabricação. O meu sentimento é que a prosthetis ainda é crítica na gestão desta relação paciente-cliente para implementar e optimizar esta tecnologia”, continua Stark, “O que preocupa muito os prosthetis é que alguns decisores políticos estão a fazer o pressuposto errado de que os amputados podem contornar o processo de encaixe. Há essa noção tecnológica ingênua de que os pacientes podem simplesmente ter seus membros residuais medidos, escaneados e o arquivo enviado para o centro de fabricação. O paciente receberia uma prótese totalmente funcional e durável muito mais barata do que através de uma prótese. No entanto, sempre haverá necessidade de um profissional protético treinado disponível para se adequar e otimizar esta nova tecnologia”
Outros profissionais protéticos têm pesado em fóruns públicos, como o OANDP-L listserv. Muitos de seus comentários poderiam ser resumidos como: “As pessoas vão pensar que estamos arrancando o público”
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A girl wears the3D-printed UNYQ Scoliosis Brace, com um padrão estético distinto. Fotografia cortesia de UNYQ.
William Layman, CPO, BOCO,BOCP, co-proprietário com sua esposaSharon Layman, CFOM, COF, CMF, de Innovative Orthotics & Prostheticsof Louisiana, Kenner, diz, “Há muita informação enganosa sobre os custos dos dispositivos protéticos tradicionais e em reivindicações sobre o que o pode fazer.”Layman é um proponente da impressão 3D’spotential, e tem desenvolvido uma perna protética impressa em 3D com bons resultados. Layman também é proprietário da InnovativeDigital Manufacturing da Louisiana,Kenner, que produz uma grande variedade de produtos impressos em 3D.
3D Printing in Education
“The Enable Community Foundation está desenvolvendo um repositório de dados e experiências obtidas por aqueles envolvidos no processo de impressão voluntária e está se tornando um centro de pesquisa sobre tópicos diversos”, diz Schull. “Gostaríamos de ter a oportunidade de continuar a colaboração com prostitutas e ortistas profissionais”
Diretora de Programas Maria Esquelades descreve o intercâmbio de educadores e-NABLE e a iniciativa e3STEAM. “Eles dão à educadorasa formal e informal a oportunidade de desenvolver algo em conjunto ou desenvolver e compartilhar com outros, ensinar outros e criar espaços de criação”.”Nota do autor: Makerspaces são espaços criativos, às vezes chamados de “calledhackerspaces” ou fablabs, onde as pessoas se reúnem para criar e aprender.
Uma garota recebe sua nova mão protética impressa em 3D de voluntários na conferência Prosthetists Meet Printers. Fotografia cortesia de e-NABLE e Jen Martin Studios.
A Comissão Nacional de Educação Ortotética e Protética (NCOPE) nota em seu relatório sobre a Cúpula Educacional de 2015, “A impressão em 3D pode eventualmente oferecer meios convenientes de produção de dispositivos, mas a aplicação apropriada da tecnologia emergente dependerá de profissionais bem qualificados.”
Sessões e apresentações sobre impressão em 3D estão começando a aparecer em conferências profissionais, e algumas das escolas O&P acreditadas pelo NCOPE e pela Commissionon Accreditation of Allied Health Education Programs (CAAHEP) estão adicionando informações sobre impressão em 3D aos seus programas.
algumas das crianças na conferência Prosthetists Meet Printers gostaram de ajudar a fazer as mãos impressas em 3D. Fotografia cortesia do e-NABLE e Jen Martin Studios.
O programa do 15º Congresso Mundial ISPO realizado de 22 a 25 de junho em Lyon, França, incluiu esta nota: “Além das melhorias contínuas que são vistas no P&Odevices…este ano há uma nova área de desenvolvimento-3D ou tecnologias de impressão aditiva. Estes são extremamente adequados para fazer dispositivos adaptados pessoalmente”
Prosthetic Design Inc. (PDI), Clayton, Ohio, está trabalhando com a Century College e Baker College no desenvolvimento da sessão a3D para seus programas de O&P técnico, segundo Brad Poziembo, LP. “Estamos a construir uma impressora para a Baker College; eles estarão a treinar os seus técnicos na impressora”. A impressora PDI pode fazer soquetes muito mais rápido que a fabricação tradicional e assim fornecer treinamento acelerado, ele acrescenta. A PDI desenvolveu com sucesso um soquete protético para membros inferiores impresso em 3D resistente e durável a partir da tecnologia desenvolvida na Northwestern University, Poziembosays. “Eu posso digitalizar e encaixar o paciente no mesmo dia. Theycan sai para almoçar, volta dentro de uma hora e meia, e posso ter o soquete pronto para eles”
New Developments in Lower-Limb Prosthetics, Orthotics
Em uma intersecção onde a estética, o design industrial, eO&P se encontram, alguns desenvolvimentos em órteses impressas em 3D e coberturas protéticas de membros inferiores mostram a capacidade da impressão 3D para mostrar a individualidade do usuário.
Em 2012, a 3D Systems, Rock Hill, Carolina do Sul, adquiriu a Bespoke Innovations, São Francisco, conhecida pelas carenagens protéticas para membros inferiores criadas pelo designer industrial ScottSummit. UNYQ, São Francisco, está colaborando com a 3D Systems para comercializar as carenagens protéticas, braquetes e moldes da 3D Systems. UNYQ está fazendo parceria com a Ottobock, Duderstadt, Alemanha, para fornecer carenagens cosméticas de membros inferiores feitas de vários materiais, dependendo da escolha do usuário. UNYQ também está lançando este mês as feiras protéticas de membros superiores impressas em 3D.
No reino ortótico, UNYQ lançou um lançamento limitado de uma órtese de coliose 3D-printedscoliose desenvolvida pela 3D Systems. A cinta atingiu um nível de correção de curvas tão similar ao da cinta Boston Brace, mas foi extremamente favorecida pelas crianças e adolescentes por sua aparência atraente, de acordo com um estudo piloto inédito realizado no Hospital Infantil Benioff da UCSF, Oakland, Califórnia, pela equipe de dispositivos médicos personalizados da 3D Systems em colaboração com JamesPolicy, MD, da Universidade de Stanford e Robert Jensen, CPO, Laurance Orthopedic, Oakland.
a cliente de Erenstone posa com a sua filha, mostrando o desenho de Rosie the Riveter na sua cobertura personalizada de membros inferiores. Fotografia cortesia de Jeff Erenstone.
“Algo que falta na nossa indústria tem sido personalização, e nós não temos realmente abraçado a revolução digital como ,” diz o CEO da UNYQ e Cofounder Eythor Bender. “Em cinco anos, a impressão 3D mudará nossa indústria de muitas maneiras”. Na UNYQ estamos trabalhando com a indústria O&P em potencial maximizando”
Erenstone lançou uma nova empresa, Create Prosthetics, Lake Placid, e desenvolveu algumas capas protéticas. “Temos o uso exclusivo de um material flexível – não como plástico quebradiço que vai rachar se você bater em alguma coisa”, explica Heexplains. “É muito mais durável e está em conformidade com a perna”. Nós vamos nos especializar fazendo uma estética legal. Werecently tinha uma veterana de guerra que queria Rosie the Riveter em sua prótese, então foi o que fizemos. Também podemos fazer capas de cor de carne, mas é divertido fazer capas que expressam interesses”
Agora e o Futuro
Embora a impressão 3D esteja a começar a ter impacto em O&P, a ênfase neste ponto parece ser mais onpotencial do que o uso actual. “Acho que está perto, mas ainda não está bem lá em termos de durabilidade e custo competitivo e tempo competitivo com os métodos tradicionais de produção de dispositivos estruturais O&P”, diz Jim Colvin, diretor de pesquisa e desenvolvimento, WillowWood, Mt. Sterling, Ohio. A WillowWood investigou a impressão 3D e está atualmente trabalhando em um projeto. “Os materiais e processos precisam melhorar, mas acho que é apenas uma questão de tempo antes que a tecnologia avance para o pointof ser comercialmente viável para os dispositivos mainstreamO&P.”
“Há algumas limitações na impressão 3D”, diz Sam Hale, CPO, diretor de próteses, Fillauer CompaniesInc., Chattanooga, Tennessee. “Há uma falta de durabilidade e fraqueza estrutural. Há maneiras de fortalecer o material, mas é barato. No entanto, estamos observando os desenvolvimentos e usando a tecnologia que está disponível sempre que possível”, diz TracySlemker, CPO/L, FAAOP, presidente e fundador da Dayton Artificial Limb,Ohio, e PDI.
“Como fabricamos a órtese é secundária à gestão dos cuidados do paciente”, diz Dennis Clark, CPO, presidente, Clark& Associates Prosthetics and Orthotics e O&P1, Waterloo, Iowa. “Todas as técnicas de fabricação só nos permitem focar no nosso trabalho, que é administrar os cuidados protéticos e ortóticos, com o objetivo de melhorar a função, a saúde e a qualidade de vida dos pacientes que atendemos”
Miki Fairley é um escritor freelance baseado no sudoeste do Colorado. Ela pode ser contactada via e-mail em .