Órteses e próteses de membro superior impressas em 3D: uma revisão integrativa

Morimoto, Sandra Yoshie Uraga; Cabral, Ana Karina Pessoa da Silva; Sanguinetti, Danielle Carneiro de Menezes; Freitas, Elvis da Silva Rodrigues de; Merino, Giselle Schimidt Alves Diaz; Costa, José Ângelo Peixoto da; Coelho, Weldma Karlla; Amaral, Daniela Salgado

doi:10.1590/2526-8910.ctoAO2078

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Artigo de Revisão e/ou Atualização de Literatura • Cad. Bras. Ter. Ocup. 29 • 2021 • https://doi.org/10.1590/2526-8910.ctoAO2078 linkcopiar

Órteses e próteses de membro superior impressas em 3D: uma revisão integrativa

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

Introdução A impressão tridimensional (3D) é capaz de confeccionar produtos físicos avançados e especializados por meio de tecnologia computadorizada e softwares específicos. Alguns desses produtos são as órteses e próteses, que podem favorecer a funcionalidade do sujeito em seu cotidiano.

Objetivo Identificar o tipo, o uso e a aplicabilidade da impressão 3D na confecção de órteses e próteses para membro superior.

Método Revisão integrativa realizada nas bases de dados PubMed, LILACS, Web of Science, Scopus e Science Direct, sem delimitação de tempo, na língua portuguesa, inglesa ou espanhola, seguindo os critérios de elegibilidade: estudos do tipo experimental, observacional e relatos de casos, cujo objeto de estudo foram as órteses e próteses impressas em 3D, com pacientes de qualquer idade e qualquer diagnóstico de comprometimento do membro superior.

Resultados Foram incluídos nove artigos, sete referentes ao uso da impressão 3D na confecção de prótese e dois referentes à confecção de órteses. Muitos dos estudos foram direcionados ao público infantil e os materiais mais utilizados para confecção foram o PLA e o ABS. A equipe multidisciplinar foi apresentada como fundamental no processo de avaliação, criação e testagem dos dispositivos.

Conclusão Apesar dos estudos analisados tangenciarem fases iniciais de desenvolvimento e investigação da aplicabilidade da impressão 3D na criação de órteses e próteses, observou-se que já existem melhorias do custo-benefício gerado pelo uso desta tecnologia, bem como a possibilidade de gerar produtos mais versáteis. Apontando-se como um campo promissor para ampliar a aplicação da impressão 3D como recurso facilitador do processo de reabilitação.

Palavras-chave:
Aparelhos Ortopédicos; Membros Artificiais; Impressão Tridimensional; Extremidade Superior; Reabilitação

AUTOR (ANO)	Local	TÍTULO
Yoshikawa et al. (2013)	Japão	Trans-radial prosthesis with three opposed fingers
Zuniga et al. (2015)	EUA	Cyborg beast: a low-cost 3d-printed prosthetic hand for children with upper-limb differences
Yoshikawa et al. (2015)	Japão	Rehand: realistic electric prosthetic hand created with 3D printer
Gretsch et al. (2016)	EUA	Development of novel 3D printed robotic prosthetic for transradial amputees
Zuniga et al. (2017)	EUA	The development of a low-cost three-dimensional printed shoulder, arm and hand prostheses for children
Xu et al. (2017)	China	Three-dimensional-printed upper limb prosthesis for a child with wrist. A case report
Silva et al. (2018)	Brasil	Interdisciplinary-Based Development of User-Friendly Customized 3D Printed Upper Limb Prosthesis
Merchant et al. (2018)	México	Integrated wearable and self-carrying active upper limb orthosis
García-García et al. (2018)	México	Development of a Customized Wrist Orthosis for Flexion and Extension Treatment Using Reverse Engineering and 3D Printing

Autor (ano)	Desenho do Estudo	População do estudo	Tipo de dispositivo	Profissionais envolvidos
Yoshikawa et al. (2013)	NI	Paciente de 60 anos com amputação transradial	Prótese elétrica	NI
Zuniga et al. (2015)	NI	Crianças com membro reduzido	Prótese	Protesista e terapeuta ocupacional
Yoshikawa et al. (2015)	NI	Amputados do antebraço	Prótese mioelétrica	NI
Gretsch et al. (2016)	Relato de caso	Paciente do sexo feminino, 13 anos, com amputação transradial	Prótese mioelétrica	Médico, orientador técnico
Zuniga et al. (2017)	Nota técnica	Criança com amputação de ombro	Prótese mioelétrica	NI
Xu et al. (2017)	Relato de caso	Criança amputada	Prótese	Equipe multidisciplinar de saúde e pais (cuidadores)
Silva et al. (2018)	Relato de Caso	Criança com amputação transtibial bilateral	Prótese mecânica	Terapeuta ocupacional, protesista e designer
Merchant et al. (2018)	NI	Pessoas com algum tipo de lesão medular	Órtese dinâmica com componente de robótica	NI
García-García et al. (2018)	Relato de caso	Paciente de 60 anos com dificuldade na amplitude de movimento	Órtese dinâmica	Equipe multidisciplinar

Autor (ano)	Objetivo	Principais resultados	Limitações	Sugestões
Yoshikawa et al. (2013)	Projetar e desenvolver uma prótese transradial leve e de baixo custo.	Participante conseguiu vestir sozinho a prótese, agarrar objetos abstratos e operar intuitivamente a prótese. Soquete suportou o coto curto.	NI	Melhorar a rigidez da mão e avaliar a usabilidade, versatilidade e durabilidade da prótese em mais amputados.
Zuniga et al. (2015)	Descrever uma prótese de baixo custo tridimensional impressa para crianças	A prótese foi positiva na QV e na AVD. Teve baixo custo e boa capacidade de ajuste.	NI	Novos estudos para examinar a funcionalidade, validade, durabilidade, benefícios e taxa de rejeição.
Yoshikawa et al. (2015)	Relatar a Rehand, uma prótese elétrica realística.	O Rehand fornece a função básica de preensão nas AVD com amputados do antebraço.	Mal desempenho na manipulação de objetos pesados e nos movimentos finos.	Melhorar a rigidez da mão e o tamanho da caixa de controle. Avaliar a mão com mais amputados nas AVD.
Gretsch et al. (2016)	Desenvolver um braço protético de baixo custo para abordar as limitações da Robohand.	Produto com movimento de oposição do polegar, preensão com os cinco dedos, baixo peso e baixo custo.	Limitações da bateria, durabilidade, força de preensão e ruídos.	Desenvolvimento de melhorias no protótipo.
Zuniga et al. (2017)	Projetar uma prótese de ombro de baixo custo para atividades bimanuais e unilaterais.	O dispositivo permitiu melhora no desvio de coluna, equilíbrio e desempenho em atividades bimanuais.	Baixa força de preensão e baixa durabilidade do dispositivo.	Melhorar o funcionamento das articulações MCF e a tecnologia de impressão 3D.
Xu et al. (2017)	Relatar o caso de uma criança com uso de prótese após a amputação traumática do punho.	A prótese teve baixo custo, bom ajuste e customização. Após o treinamento e reabilitação, observou-se melhora da funcionalidade.	A prótese não é aplicável para alguns movimentos finos e bimanuais.	Comparar a longo prazo próteses em 3D com próteses convencionais e realizar treinos mais avançados.
Silva et al. (2018)	Descrever o desenvolvimento de uma prótese mecânica transradial para uma criança com amputação bilateral do MS.	Boa durabilidade e fixação da prótese. Dispositivo leve e que não demanda muito esforço. Confortável, fácil de ajustar e higienizar.	Dificuldade na motricidade fina, como escrever (solucionado com o uso de adaptador) e fechar zíper.	NI
Merchant et al. (2018)	Desenvolver protótipo de um sistema ortótico para ser usado na reabilitação do MS.	O dispositivo pode ser ajustado a diferentes usuários e facilmente transportado. Permite ajuste para diferentes movimentos.	NI	NI
García-García et al. (2018)	Propor uma metodologia baseada em engenharia reversa para o desenvolvimento de órteses progressivas dinâmicas ou estáticas para a mão.	Alto nível de aceitação na reabilitação, especialmente para pacientes com AVC agudo. O método de engenharia reversa oferece alto grau de personalização de órteses.	Houve um custo alto de tempo na aquisição de imagens da anatomia da mão.	Realização de ensaios clínicos para mais evidências. Tornar o dispositivo mais leve e permitir que a pele respire, melhorando sua utilização.

Textos	Processo de Desenvolvimento	Avaliação	Reavaliação	Custo total
Yoshikawa et al. (2013)	NI	Prótese para amputação transradial ajustável	SHAP	<$400
Zuniga et al. (2015)	Avaliação - calibração da escala métrica - utilização de gráfico para estimação do tamanho da mão protética - confecção.	Medidas antropométricas do MS	NI	$50
Yoshikawa et al. (2015)	Avaliação - mecanismo de agarrar foi projetado em um software CAD 3D - impressão 3D - encaixe das partes	Baseado em um modelo protético comercial (escâner)	SHAP	<$1250
Gretsch et al. (2016)	Avaliação - impressão - componentes eletrônicos - programação do sistema arduino	Mensuração do membro afetado e não afetado	Relato do paciente e seus familiares após o uso	+/- $300
Zuniga et al. (2017)	NI	Questionário médico	Relato do paciente e seus familiares após o uso	$200
Xu et al. (2017)	Avaliação - escaneamento - customização do modelo - impressão dos componentes da prótese - junção dos componentes	Questionário clínico; design de código aberto; mensuração dos membros afetado e não afetado + escaneamento	CAPP Score e UNB test após acompanhamento, treino de uso e reabilitação (pré-protético e pós protético)	$20
Silva et al. (2018)	Avaliação - escolha do melhor tipo de prótese - processo de prototipagem e design - testagem protética - concepção final do produto - teste final	Questionário clínico e funcional; mensuração do molde para o membro; escaneamento	Avaliação observacional de atividades pela terapeuta	NI
Merchant et al. (2018)	Avaliação - seções mecânicas da órtese foram modeladas no software CAD - transferência do modelo mecânico para a interface Simulink–MATLAB - execução do controlador em placa digital	Análise mecânica dos componentes necessários para executar os movimentos do braço	Simulação e implementação real em um sujeito	NI
García- García et al. (2018)	Avaliação - identificação dos elementos da órtese - aquisição de imagens do membro por MRI - escaneamento para geração do modelo - impressão	Questionário clínico a fim de entender as demandas do paciente e melhor tipo de tratamento	NI	NI

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[1] NI: Não Informado.