DESENVOLVIMENTO, REGISTRO E IMPLEMENTAÇÃO DE UMA PRÓTESE DE TRÊS FALANGES IMPRESSA EM 3D DE BAIXO CUSTO
Palavras-chave:
Prótese 3D, amputação, reabilitação, biomecânicaResumo
Introdução: A amputações de membros superiores, especialmente de dedos, representa uma série de problemas que afetam a vida do indivíduo. As opções de próteses acessíveis ainda são limitadas, dificultando a reabilitação. Objetivo: Este projeto visa desenvolver uma prótese de três falanges impressa em 3D de baixo custo, denominada Uni3-D, capaz de oferecer funcionalidade otimizada e custo acessível. Métodos: A metodologia inclui três etapas: (1) Desenvolvimento e prototipagem, realizada no FabLab da Universidade Evangélica de Goiás, utilizando modelagem 3D e impressão em PETG para garantir resistência e flexibilidade; (2) Registro da patente, conduzido pelo Núcleo de Inovação Tecnológica da instituição para garantir proteção intelectual e viabilidade comercial; e (3) Testagem funcional, na qual um voluntário com amputação testará a prótese, com avaliação biomecânica por meio de análise de movimento 3D e eletromiografia, a fim de validar sua eficácia. Resultados: A pesquisa contribuirá para avanços na área de reabilitação e engenharia biomédica. desenvolvimento de uma prótese inovadora, acessível e funcional. Conclusão: O projeto prevê a submissão de artigos científicos, participação em congressos internacionais e a disseminação dos resultados para a comunidade acadêmica e clínica.
Referências
Blanc, Y., & Dimanico, U. (2010). Electrode placement in surface electromyography (sEMG)“Minimal Crosstalk Area”(MCA). Open Rehabil. J, 3(1), 110-126.
Costilla, V., & Bishai, D. M. (2006). Lawnmower injuries in the United States: 1996 to 2004. Annals of emergency medicine, 47(6), 567-573.
Cupo, M. E., & Sheredos, S. J. (1998). Clinical evaluation of a new, above-elbow, body-powered prosthetic arm: a final report. Journal of rehabilitation research and development, 35(4), 431.
Gardner, M., Mancero Castillo, C. S., Wilson, S., Farina, D., Burdet, E., Khoo, B. C., ... & Vaidyanathan, R. (2020). A multimodal intention detection sensor suite for shared autonomy of upper-limb robotic prostheses. Sensors, 20(21), 6097.
Gu, G., Zhang, N., Xu, H., Lin, S., Yu, Y., Chai, G., ... & Zhao, X. (2023). A soft neuroprosthetic hand providing simultaneous myoelectric control and tactile feedback. Nature biomedical engineering, 7(4), 589-598.
Guo, K., Lu, J., Wu, Y., Hu, X., & Yang, H. (2024). The latest research progress on bionic artificial hands: A systematic review. Micromachines, 15(7), 891.
Hermens, H. J., Freriks, B., Disselhorst-Klug, C., & Rau, G. (2000). Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures. Journal of electromyography and Kinesiology, 10(5), 361-374.
Jorge, A. R. F. (2020). Dados epidemiológicos nacionais de amputação e proposta de dispositivo para treinamento de usuários de próteses de membro superior.
Kapandji, I. A. (1971). The physiology of the joints, volume I, upper limb. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation, 50(2), 96.
Ladds, E., Redgrave, N., Hotton, M., & Lamyman, M. (2017). Systematic review: Predicting adverse psychological outcomes after hand trauma. Journal of hand therapy, 30(4), 407-419.
Lencioni, T., Fornia, L., Bowman, T., Marzegan, A., Caronni, A., Turolla, A., ... & Ferrarin, M. (2021). A randomized controlled trial on the effects induced by robot-assisted and usual-care rehabilitation on upper limb muscle synergies in post-stroke subjects. Scientific reports, 11(1), 5323.
Lee, H., Park, J., Kang, B. B., & Cho, K. J. (2023). Single-step 3D printing of bio-inspired printable joints applied to a prosthetic hand. 3D Printing and Additive Manufacturing, 10(5), 917-929.
Lu, H., Zou, Z., Wu, X., Shi, C., Liu, Y., & Xiao, J. (2021). Biomimetic prosthetic hand enabled by liquid crystal elastomer tendons. Micromachines, 12(7), 736.
Mallon, W. J., Brown, H. R., & Nunley, J. A. (1991). Digital ranges of motion: normal values in young adults. The Journal of hand surgery, 16(5), 882-887.
Moodley, K., Fourie, J., Imran, Z., Hands, C., Rall, W., & Stopforth, R. (2022). Touch Hand 4.5: low-cost additive manufacturing prosthetic hand participated in Cybathlon 2020 ARM discipline. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 19(1), 130.
Nguyen, A. T., Xu, J., Jiang, M., Luu, D. K., Wu, T., Tam, W. K., ... & Yang, Z. (2020). A bioelectric neural interface towards intuitive prosthetic control for amputees. Journal of neural engineering, 17(6), 066001.
ONU - Organização das Nações Unidas. Global multidimensional poverty index 2024 (disponível em: https://hdr.undp.org/content/2024-global-multidimensional-poverty-index-mpi#/indicies/MP)
Ortiz-Catalan, M., Zbinden, J., Millenaar, J., D’Accolti, D., Controzzi, M., Clemente, F., ... & Brånemark, R. (2023). A highly integrated bionic hand with neural control and feedback for use in daily life. Science robotics, 8(83), eadf7360.
Pezzin, L. E., Dillingham, T. R., MacKenzie, E. J., Ephraim, P., & Rossbach, P. (2004). Use and satisfaction with prosthetic limb devices and related services. Archives of physical medicine and rehabilitation, 85(5), 723-729.
Pomares, G., Coudane, H., Dap, F., & Dautel, G. (2020). Traumatic upper-limb amputation: the process toward acceptance. Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research, 106(7), 1419-1423.
Renfro, K. N., Eckhoff, M. D., Trevizo, G. A. G., & Dunn, J. C. (2024). Traumatic finger amputations: epidemiology and mechanism of injury, 2010-2019. Hand, 19(2), 278-285.
Sadoma, B. R., Sheets, N. W., Plurad, D. S., & Dubina, E. D. (2023). Traumatic amputations treated in US emergency departments: a review of the NEISS database. The American Surgeon™, 89(10), 4123-4128.
O'sullivan, S. B., & Schmitz, T. J. (2010). Fisioterapia: avaliação e tratamento. In Fisioterapia: avaliação e tratamento (pp. 1506-1506).
Toldt, C., & Dalla Rosa, A. (1919). An atlas of human anatomy for students and physicians. Rebman Company.
Weiner, P., Starke, J., Rader, S., Hundhausen, F., & Asfour, T. (2022). Designing prosthetic hands with embodied intelligence: The KIT prosthetic hands. Frontiers in neurorobotics, 16, 815716.
Yang, H., Tao, Z., Yang, J., Ma, W., Zhang, H., Xu, M., ... & Zhang, S. (2025). A lightweight prosthetic hand with 19-DOF dexterity and human-level functions. Nature Communications, 16(1), 955.
Zuniga, J., Katsavelis, D., Peck, J., Stollberg, J., Petrykowski, M., Carson, A., & Fernandez, C. (2015). Cyborg beast: a low-cost 3d-printed prosthetic hand for children with upper-limb differences. BMC research notes, 8, 1-9.