Prótese de mão inflável ajuda amputados a terem sensação tátil

Engenheiros da Shanghai Jiao Tong University, em Xangai, em parceria com o Massachusetts Institute of Technology (MIT), criaram uma prótese de mão robótica e inflável que, além de ser mais acessível do que as outras opções disponíveis atualmente, oferece maior precisão e é capaz de devolver às pessoas amputadas a sensação de tocar objetos, pessoais e animais.

O estudo foi publicado na revista científica Nature Biomedical Engineering na segunda-feira (16).

O protótipo ainda está nas fases iniciais de testes, mas deixou os engenheiros entusiasmados com o potencial da criação. O mecanismo é recheado de tecnologia e pode ser uma opção e baixo custo para pessoas de baixa renda que sofreram algum tipo de amputação.

Como a prótese funciona?

O conjunto é construído a partir de um plástico chamado EcoFlex, interligado por fibras criadas com a ajuda de uma impressora 3D. A rigidez desse material funciona como os ossos da palma das mãos, mas a estrutura dos dedos é mais maleável para possibilitar o movimento.

Para simular o fechamento dos dedos, um sistema pneumático infla a estrutura fazendo com que a região se dobre. Porém, o controle não é feito por motores elétricos — como acontece na maioria das próteses —, mas por sinais gerados pelos neurônios motores que são responsáveis por controlar os músculos da região.

O dispositivo completo e já instalado pesa cerca de meio quilo e foi construído com materiais que custam em torno de US$ 500 (o equivalente a R$ 2.642 na cotação atual). A prótese também é capaz de oferecer um sistema tátil, dando ao usuário a sensação de que o dedo está sendo tocado.

Durante os testes, os voluntários com os membros superiores amputados realizaram uma série de atividades do cotidiano. Fechar o zíper de uma bolsa, servir suco em um copo e acariciar animais e plantas foram algumas dessas atividades.

Por que essa prótese é especial?

Há uma série de fatores que tornam essa criação importante para a indústria e a sociedade. O primeiro deles é custo para se produzir cada prótese, que representa uma fração do valor necessário para construir as opções disponíveis atualmente. Dessa forma, os engenheiros acreditam que poderão baratear significativamente o acesso às próteses.

Prótese inflável criada por cientistas da Universidade Jiao Tong (China) e do MIT (EUA) - créditos: Xuanhe Zhao, Shaoting Lin, et al

Outro fator importante é a capacidade de a próteses devolver a sensação tátil aos usuários. Não costumamos pensar nisso ao usarmos nossos membros, mas se não fosse por essa habilidade de sentir o que os nossos dedos tocam, provavelmente não conseguiríamos realizar as atividades que fazemos diariamente.

Por conta disso, o desempenho dos usuários que experimentaram essa nova prótese foi até mesmo superior quando comparado àqueles que utilizam membros artificiais tradicionais. Para oferecer essa sensação tátil, os engenheiros utilizaram algoritmos para decodificar os sinais musculares e controlar de forma fina o sistema pneumático responsável pelos movimentos.

Portanto, se a pessoa imaginar que está segurando uma taça, por exemplo, os sensores da prótese vão captar esses sinais e transformá-los em uma pressão correspondente. Em seguida, a bomba conectada aos dedos artificiais infla, fazendo com que os dedos se fechem de acordo com a força aplicada.

O protótipo ainda pode melhorar

Apesar do entusiasmo pela criação, os engenheiros responsáveis por essa prótese ressaltam que o projeto ainda está em suas fases iniciais e ainda há espaço para melhorias.

Xuanhe Zhao, do MIT, diz que esta ainda não é a versão final, embora o potencial já tenha sido demonstrado. Os engenheiros agora vão em busca de novas tecnologias – como um sistema melhor de decodificação dos sinais musculares e uma bomba mais compacta – para melhorar ainda mais essa prótese.

ARTIGO Nature Biomedical Engineering: doi.org/10.1038/s41551-021-00767-0