Notícia

Um centímetro e meio. Essa é a média anual de crescimento do pé de uma criança até os seis anos de idade. A medida parece pequena, mas faz diferença para quem depende da saúde pública e precisa usar órteses de tornozelo-pé. Com filas de espera que podem levar meses e até anos, os dispositivos chegam defasados aos usuários, machucando e espremendo os membros em desenvolvimento.

Ao contrário das próteses, que substituem partes do corpo, as órteses ajudam a estabilizar posições. Por isso, o atraso na entrega afeta principalmente crianças com paralisia cerebral, que precisam do dispositivo para ficar em pé e conseguir caminhar.

Para melhorar esse cenário, pesquisadores da Universidade do Estado de Santa Catarina (Udesc), vinculados ao Centro de Educação a Distância (Cead) e ao Centro de Artes, Design e Moda (Ceart), estão desenvolvendo órteses de tornozelo-pé (Ankle-Food Orthosis, ou AFO) feitas com materiais sustentáveis – entre eles, o bambu.

O objetivo é ampliar o acesso às tecnologias assistivas (equipamentos que promovem a inclusão e autonomia de pessoas com deficiência). No Brasil, quase 45% das pessoas com paralisia cerebral têm acesso parcial ou nenhum acesso a dispositivos do tipo.

O uso da órtese é a primeira etapa de uma sequência planejada de reabilitação, explica Susana Domenech, professora do Departamento de Educação Científica e Tecnológica da Udesc Cead e coordenadora da pesquisa. Por ser fixo e moldado, o dispositivo funciona como suporte de máxima estabilidade para o tornozelo, alinhando os membros inferiores do corpo para evitar o chamado 'pé caído'. A condição, se não for tratada, prejudica a mobilidade e aumenta o risco de quedas.

Inclusão social

Ecológico e de baixo custo, o produto utiliza impressão 3D para personalizar a tecnologia assistiva. Famílias podem escolher diferentes cores, figuras e desenhos que serão impressos na peça exterior da órtese. Essa participação, avalia a professora, desenvolve um senso de pertencimento, diminuindo o estigma social atrelado a ele.

“É claro que uma criança não vai se sentir bem quando está na escola e precisa vestir uma órtese três vezes maior do que o tamanho do seu pé”, explica. “Se você usa uma órtese fácil de vestir, com toque macio, respirável e que não machuca, o abandono tende a ser menor”. 

Com o protótipo finalizado, a equipe, que une pesquisadores do Laboratório de Ciências e Tecnologia Assistiva (Lacta),  da Udesc Cead, e do Laboratório de Interfaces e Interações em Tecnologia Assistiva (LI2TA),  da Udesc Ceart, avança agora para a fase de testes físico-mecânicos em laboratório.

Logo após, serão conduzidos estudos com usuários para ajuste de design da órtese e refinamento do escaneamento digital. A etapa será ofertada gratuitamente em uma clínica particular de Biguaçu, em convênio a ser firmado com a Udesc.

O estudo-piloto, realizado no primeiro semestre desse ano, foi desenvolvido na Fundação Catarinense de Educação Especial (FCEE), instituição pública pioneira do país no desenvolvimento de políticas públicas para a educação especial em Santa Catarina

Tecnologia ágil e personalizada

A impressão 3D reduz o tempo de espera pela órtese ao acelerar etapas que vão da coleta de medidas até o acabamento. No processo de produção tradicional, o paciente deve ir até as Oficinas Ortopédicas para modelagem do tornozelo-pé em gesso. A espera pode chegar a até dois anos, relatam familiares ouvidos pela equipe. Em Santa Catarina, um único setor, o Centro Catarinense de Reabilitação, é responsável por fornecer órteses a todos os 295 municípios do estado. 

O método digital, por outro lado, não requer deslocamento, pois o profissional da saúde escaneia o tornozelo-pé e envia o arquivo diretamente para a impressora 3D. Segundo os pesquisadores, o dispositivo pode ser entregue em até 24 horas.

Outro diferencial está no volume de produção. Enquanto a confecção tradicional a gesso exige trabalho manual especializado para cada órtese, um único operador consegue supervisionar várias impressoras ao mesmo tempo. Se o dispositivo quebrar ou precisar de ajustes, o arquivo digital pode ser redimensionado e reimpresso rapidamente. 

Leve, higiênico e resistente

A demora na entrega é um dos fatores que contribui para o abandono das tecnologias assistivas, que pode chegar a 30%, segundo estimativa. No caso das órteses, o calor excessivo causado pelos materiais termoplásticos rígidos também desmotiva o uso. Como não são porosos, dificultam a ventilação e favorecem o acúmulo de suor e umidade, aumentando a proliferação de fungos e o risco de infecção na pele.

Para garantir mais conforto aos pés das crianças, a órtese desenvolvida pelos pesquisadores da Udesc utiliza treliças vazadas que permitem a circulação do ar e facilitam a higienização. O material é produzido com um polímero biodegradável obtido de fontes renováveis, como amido de milho e cana-de-açúcar, que serve de matéria-prima para a impressão 3D.

Já o bambu é inserido no contraforte da órtese – parte traseira do dispositivo que envolve o calcanhar e confere estrutura e estabilidade ao pé. Como é uma região com alta distribuição de carga, o material precisa ser resistente à flexão. “É justamente onde as órteses convencionais costumam quebrar”, aponta a professora. 

Após passar por ajustes controlados de umidade e processos de moldagem sob alta pressão e calor, o bambu adquire alta resistência mecânica, mas com a vantagem de ser uma alternativa totalmente renovável.

“Nossa proposta é trabalhar com um material de baixo custo, com propriedades não-inferiores às de uma órtese convencional. Não esperamos obter uma órtese de alta performance, mas com características que atendam as necessidades do paciente, tanto do ponto de vista clínico-funcional quanto em suas preferências pessoais”, completa. 

Patenteamento

A longo prazo, a expectativa do grupo é patentear a órtese e capacitar equipes de saúde interessadas no serviço de impressão 3D das Oficinas Ortopédicas. Após a certificação, que caracteriza o dispositivo como tecnologia assistiva, será possível incorporá-lo ao SUS.

Esse caminho, no entanto, ainda é longo. Para chegar até a saúde pública, o aparelho precisa passar por diversos testes padronizados que validam cientificamente o produto. Segundo Domenech, tecnologias assistivas produzidas por manufatura aditiva, como as órteses de tornozelo-pé fabricadas por impressão 3D, ainda não possuem normatização própria, o que dificulta a sua implementação. 

Para acelerar o processo de maturidade tecnológica do projeto, a professora integra a Associação Brasileira de Pesquisadores em Tecnologia Assistiva (ABPTA), entidade nacional voltada à promoção de inovação e conhecimento específico junto à sociedade. 

“A ideia é avançar essa discussão no Brasil a partir do que já temos nas normas internacionais. Para isso, a Associação articula iniciativas de tecnologia assistiva de diferentes universidades – dentre elas, a Udesc”, afirma a coordenadora.

Equipe multidisciplinar

Em andamento, o projeto mobiliza uma equipe multidisciplinar composta por pesquisadores da graduação ao pós-doutorado, de áreas como Design, Engenharia Mecânica, Física, Fisioterapia, Química e Terapia Ocupacional. Domenech, coordenadora geral, obteve financiamento para realização da pesquisa com Bolsa de Produtividade em Pesquisa do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq - PQ-2).

A etapa de escaneamento e impressão 3D é liderada por Tiago Catecati, professor substituto do Departamento de Design da Udesc e pesquisador de pós-doutorado, sob supervisão da professora Susana. Todos os testes com crianças são acompanhados por profissionais da saúde. Segundo Catecati, os especialistas auxiliam no posicionamento adequado do pé, para que a coleta seja feita corretamente e sem necessidade de ajustes posteriores.

Parte dos avanços obtidos pelo grupo também deriva da tese de doutorado de Enrico Girardi, defendida este ano no Programa de Pós-Graduação em Design (PPGDesign) da Udesc e orientada pela professora Susana. O trabalho propôs um modelo de serviço para Oficinas Ortopédicas, contribuindo para aprimorar o fluxo de oferta de tecnologias assistivas à população.

Ainda no PPGDesign, o projeto conta com a participação dos professores Marcelo Gitirana Gomes Ferreira e Milton José Cinelli.

Pesquisadores de outras instituições também auxiliaram no desenvolvimento do dispositivo. Entre eles estão Yoshimasa Sagawa Junior, egresso do curso de Fisioterapia da Udesc e professor da Universidade Marie e Louis Pasteur, na França, Claudete Ruschival, professora da Universidade Federal do Amazonas (UFAM), com estágio de pós-doutorado na Udesc, e pesquisadores da Rede de Pesquisa e Desenvolvimento em Tecnologia Assistiva.

Contate a pesquisadora

Susana Domenech é professora do Departamento de Educação Científica e Tecnológica da Universidade do Estado de Santa Catarina (Udesc). Possui doutorado em Engenharia de Materiais pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), com período sanduíche realizado na Universidade de Halle-Wittenberg e na Universidade de Freiburg, na Alemanha. Recebeu bolsa PQ-2 CNPq para realização do projeto. Atua nos seguintes temas: interfaces e interações físicas e cognitivas, inovação tecnológica, tecnologia assistiva.
E-mail: susana.domenech@udesc.br

Este texto integra o projeto Udesc+Ciência, produzido pela Secretaria de Comunicação da Udesc com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Estado de Santa Catarina (Fapesc).


Assessoria de Comunicação da Udesc  
Jornalista Dairan Paul  
E-mail: comunicacao@udesc.br  
Telefone: (48) 3664- 8006