PROJETOS

ÓRTESES SUSTENTáVEIS

Alunos(as): Lya Ynterian Polesello e Gabriela Petrônio Fanganiello
Prof.(a) Orientador(a): Gilberto Júnior Jacob

Ano: 2021

Premiações

Resumo

Na realidade cotidiana existe uma grande diversidade ortésica, no entanto parte dela é considerada economicamente inalcançável para comunidades mais pobres, devido aos seus materiais mais caros. Muitos deficientes permanecem em condições precárias devido a falta de capital e incompetência do governo, mais especificamente do sistema de saúde. Segundo a OMS, o Brasil realiza cerca de 80 mil amputações anualmente [7]. “Só no Paraná a cada três horas uma pessoa tem o membro inferior ou superior amputado” [8]. Além disso, o processo de reabilitação muitas vezes é mais árduo que o próprio procedimento, por ser um processo não só físico, mas também psicológico. As principais etapas da recuperação, conforme a Ottobock [9], envolvem: cicatrização do coto de amputação, exercícios de movimento, treinamento de mobilidade, protetização imediata e preliminar, entre outros. Isso é, se o amputado receber de fato uma órtese, o que na maioria dos casos não acontece. De acordo com dados da Folha de S. Paulo [10], 1 milhão de brasileiros esperam por próteses e órteses, estimando-se que 40% dos 5 milhões de deficientes estejam fora do sistema de saúde. O uso das órteses é muito libertador no dia a dia de pessoas sem um membro. Estas ganham confiança, independência, inclusão social, acessibilidade e qualificação em relação à capacidade motora e profissional. Desse modo, a necessidade de órteses, equipamentos e serviços de qualidade (fisioterapia, acompanhamento médico e emergencial) devem ser proporcionados a todos, segundo a publicação em documento de Confecção e manutenção de órteses, próteses e meios auxiliares de locomoção [12]. Atualmente, complicações envolvendo amputação total ou parcial de membros é recorrente. Conforme dito no artigo de saúde na plataforma digital Boa Saúde [13], as causas mais comuns para tal fato são: vasculopatias periféricas, traumáticas, tumorais, infecciosas, congênitas e iatrogênicas. No entanto, a mais relevante é a vasculopatia periférica, que compromete membros inferiores (dedos, pés e pernas), normalmente em pacientes acima de 50 anos. Já as causas traumáticas ocorrem principalmente devido a acidentes automobilísticos de trânsito. Os acidentes de carro tendem a resultar em amputações de membros superiores (dedos, mãos e braços). Com a extensa taxa de indivíduos sem um membro, a quantidade de pessoas que precisam comprar órteses é grande, segundo a Folha de S. Paulo [10], mais de 1 milhão de brasileiros precisam delas. Considerando o poder aquisitivo da maioria da população brasileira, as órteses se tornam muito inacessíveis para a compra individual e geram uma dependência e pressão sobre o Sistema único de Saúde (SUS) para o fornecimento do produto. Além disso, o uso de órteses requer troca de peças e dispositivos auxiliares com uma certa frequência, o que exige dinheiro, para a compra e para um acompanhamento médico ou serviço. Esse descarte de materiais gera poluição e acúmulo de lixo, por isso a importância do uso de materiais naturais, biodegradáveis e de longa vida útil na confecção das órteses. Com o objetivo de solucionar o problema do alto custo de órteses e seus materiais, foi pensado a substituição deles por outros mais baratos e métodos de produção mais rápidos. A partir da análise no estudo Aplicabilidade da impressora 3D na prática médica contemporânea [14], o avanço exponencial da tecnologia trouxe diversas vantagens em relação ao custo. Uma das alternativas mais comuns é a produção em impressoras 3D usando determinados tipos de plásticos, como o PLA (biodegradável e compostável) e o comum; mas essa opção pode tornar a estrutura frágil e desconfortável. Alternativas utilizadas são a própria confecção de órteses, onde utiliza-se materiais encontrados no dia a dia ou que não têm mais utilidade, como peças de bicicleta ou rolos de papelão. O problema com essa opção é que não permite a fabricação em massa e geralmente possui baixa qualidade, estética, conforto e até mesmo segurança. O impacto delas no meio ambiente se dá no seu descarte. As órteses feitas de plástico comum na impressora 3D demoram muito na decomposição, como as produzidas com sucata e materiais sem uso. Por outro lado, as órteses impressas de plástico PLA são biodegradáveis, portanto, seu impacto na natureza é considerado mínimo. Desse modo, a substituição da fibra e da resina industrializadas, usadas na maioria das órteses atualmente, por outras naturais resultaria em menores impactos ambientais ao serem descartadas, uma vez que os materiais naturais se decompõem mais rápido. Os critérios utilizados neste projeto para as alternativas de solução incluem: devem ser leves, resistentes, flexíveis e confortáveis. Seu processo de produção deve ser rápido e em massa e seu descarte deve ter o menor impacto ambiental. Dessa forma, a substituição da fibra e da resina originalmente utilizadas no processo de produção das próteses externas foi julgada a melhor maneira de barateá-las. Para isso, foram estudadas fibras naturais com propriedades mecânicas e características semelhantes à fibra de carbono (a mais usada em próteses), e como resultado a fibra de bambu e de coco, a princípio, apresentam todos os requisitos pré-definidos (resistente, leve e estudos literários apontando propriedades mecânicas relevantes). Em relação às resinas, as pesquisas indicaram a resina de poliuretana à base de óleo de mamona. Essa resina em questão pode ser utilizada sob cura UV e possui bom comportamento com fibras naturais; ao fim da cura, apresenta estado resistente que se assemelha a resina acrílica normalmente utilizada. Uma alternativa foi escolher uma resina mais sintética, mas que pode baratear o custo também: a fibra de vidro. A princípio do experimento, montaremos placas de (tamanho) para execução dos testes mecânicos da fibra de carbono, fibra de vidro e fibra de bambu (fios redondos, quadrados ou retangulares / direção das tramas nas camadas) com a resina X. Para a aplicação da resina, vamos envolver a caixa com plástico transparente, para não aderir em outro material. Com as placas feitas, testaremos a resistência das placas adicionando pesos de Kg ao centro da placa para verificarmos o coeficiente de elasticidade e restituição, e a quantidade máxima de pesos suportada por cada placa (comparação). A princípio do experimento montaremos uma placa de tamanho utilizando palitos de churrasco de bambu cilíndricos de tamanho trançados da forma e revestidos com a resina -nome-. Depois de cada teste, cortamos o bambu mais vezes para a análise da fibra com diferentes formatos, tamanhos e camadas. Posteriormente, fizemos testes mecânicos, ou seja, adicionamos gradualmente pesos para a verificação do coeficiente de elasticidade e de restituição de cada. Dessa forma, ao fim dos experimentos será possível dizer se a fibra de bambu é uma substituição adequada da fibra de carbono para uso em órteses ortopédicas.