Membros protéticos externos

Progresso recente tanto na ciência dos materiais como na tecnologia tem resultado em avanços significativos nos membros protéticos. Embora seja tentador imaginar esses membros como dando ao usuário algum tipo de vantagem sobre-humana, na realidade, os pesquisadores atualmente estão simplesmente tentando recriar a funcionalidade e a amplitude de movimento experimentada por um membro humano saudável. Isto é mais difícil do que parece.

Pense nisso – se o seu nariz tem comichão, você coça-o. Mas tome um momento para considerar como você realmente faz isso. Primeiro, você precisa dobrar o cotovelo enquanto levanta o seu antebraço para que ele fique na posição correta perto do seu nariz. Depois, você precisa girar o antebraço para o ângulo necessário para que seu dedo possa alcançar seu nariz, depois estender um dedo e movê-lo para cima e para baixo repetidamente sobre a coceira. E você tem que fazer tudo isso enquanto aplica a quantidade certa de pressão para parar a coceira, mas sem arranhar a pele. Como você pode imaginar, criar um membro robótico para fazer todas essas coisas sem problemas, fácil e rapidamente é um grande desafio.

Então, enquanto dá um alto cinco ou sobe uma escada pode não parecer atividades muito complexas, nos bastidores (ou dentro de sua cabeça) seu cérebro está constantemente trabalhando para ajudá-lo a realizar até mesmo os gestos mais simples. Nervos, músculos, sinapses, cortices cerebrais – todos eles precisam estar trabalhando perfeitamente para permitir que você execute essas tarefas.

É essa interação entre pensamento, ação e resposta que pesquisadores em todo o mundo têm tentado replicar em suas tecnologias biônicas.

Um número de membros protéticos biônicos está agora disponível, que estão começando a imitar algumas das funcionalidades dos membros originalmente perdidos. Outros ainda estão na fase de pesquisa e desenvolvimento, mas estão mostrando grande promessa. Isto pode ser fisicamente cansativo, incómodo e não natural.

Os membros mioelétricos são alimentados externamente, usando uma bateria e um sistema eletrônico para controlar o movimento. Cada prótese é feita sob medida, fixando-se ao membro residual usando a tecnologia de sucção.

Após o dispositivo ter sido firmemente fixado, ele usa sensores eletrônicos para detectar até mesmo os menores traços de atividade muscular, nervosa e elétrica no membro remanescente. Esta atividade muscular é transmitida para a superfície da pele onde é amplificada e enviada para microprocessadores, que utilizam a informação para controlar os movimentos do membro artificial.

Baseado no estímulo mental e físico fornecido pelo usuário, o membro se move e age muito como um apêndice natural. Ao variar a intensidade do movimento de seus músculos funcionais existentes, o usuário pode controlar aspectos como força, velocidade e aderência no membro biônico. Se os sinais musculares não puderem ser usados para controlar a prótese, podem ser usados interruptores com um balancim, pull-push ou touch pad. Uma melhor destreza é conseguida através da adição de sensores e controlos motorizados, permitindo assim aos utilizadores realizar tarefas como utilizar uma chave para abrir uma porta ou tirar cartões de uma carteira.

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Uma das características desta tecnologia é a função ‘autograsp’, que ajusta automaticamente a tensão quando detecta uma mudança nas circunstâncias (como segurar um copo que depois é preenchido com água). Um bónus adicional do membro mioeléctrico é que, tal como os dispositivos tradicionais alimentados pelo corpo, pode ser feito para replicar a aparência de um membro natural.

As desvantagens desta tecnologia são que a bateria e o motor dentro dela a tornam pesada, é cara, e há um ligeiro atraso entre o usuário enviar um comando e o computador processar esse comando e transformá-lo em ação.

Osseointegração

Uma outra quebra de membro biônica é conhecida como ‘osseointegração’ (OI). Derivado do grego ‘osteon’, que significa osso, e do latim ‘integrare’, que significa fazer inteiro, o processo envolve criar contato direto entre o osso vivo e a superfície de um implante sintético – muitas vezes baseado em titânio.

O procedimento foi realizado pela primeira vez em 1994, e utiliza um implante de titânio integrado esquelético, conectado através de uma abertura (estoma) no membro residual a um membro protético externo. A conexão direta entre a prótese e o osso tem várias vantagens:

1. Proporciona maior estabilidade e controle, e pode reduzir a quantidade de energia gasta.
2. Não requer sucção para suspensão, o que torna mais fácil e confortável para o usuário.
3. O peso é devolvido ao fémur, articulação da anca, tíbia ou outro osso, reduzindo a possibilidade de degeneração e atrofia que pode acompanhar as próteses tradicionais.

Tradicionalmente, o procedimento requer duas operações. A primeira envolve a inserção de implantes de titânio no osso e, muitas vezes, a revisão extensa dos tecidos moles. A segunda etapa, cerca de seis a oito semanas depois, inclui o refinamento do estoma e a fixação do hardware que liga o implante à perna protética externa. Gradualmente, osso e músculo começam a crescer ao redor do titânio implantado na extremidade óssea, criando uma perna biônica funcional. A prótese externa pode ser facilmente fixada e removida do pilarGLOSSARYabutmentt a porção de um implante que se projeta através dos tecidos e é projetada para suportar uma prótese. em poucos segundos. Recentemente, o Cirurgião Associado Munjed Al Muderis, sediado na Austrália, foi capaz de realizar a cirurgia numa única operação.

Porque a prótese está ligada directamente ao osso, tem uma maior amplitude de movimento, controlo e, em alguns casos, tem permitido aos utilizadores distinguir as diferenças tácteis entre as superfícies (como o tapete versus os azulejos) via osseopercepção.

Gait-training, strengthening and rehabilitation são partes importantes do pré e pós-operatório do procedimento. Muitos dos receptores da nova tecnologia têm estado de pé e a caminhar independentemente dentro de semanas após a operação, e têm sido capazes de recuperar muito da sua qualidade de vida.

Um desenvolvimento contínuo no campo da OI é a introdução de produtos que utilizam uma construção metálica porosa, como a espuma de titânio. Os designs tradicionais de OI destinados ao fémur não tiveram sucesso quando aplicados na tíbia, pois a estrutura óssea da tíbia proximal é altamente esponjosa, mas com o desenvolvimento da tecnologia da espuma de titânio a aplicação de OI foi agora expandida para amputados transtibiais. O Professor Associado Al Muderis foi pioneiro no implante de superfície de espuma com impressão 3D, que é utilizado com sucesso em amputados transtibiais. Estas espumas metálicas impressas em 3D podem promover e contribuir para a infiltração óssea e para a formação e crescimento dos sistemas vasculares dentro da área definida. Desta forma, a espuma metálica porosa, semelhante ao osso, permite o início da actividade da célula osteoblastosteoblasta que segrega a substância do osso.

Recipientes do procedimento de OI dizem que quase parece a coisa real. Os inconvenientes deste tipo de prótese são que ela é cara (geralmente acima de A$80.000), e inadequada para muitos tipos de amputados.