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Mão biônica se funde com ossos, nervos e músculos de mulher sueca; entenda tecnologia inovadora

Prótese, considerada mais funcional e confortável, usa inteligência artificial (IA) para entender seus comandos e foi implantada com interface humano-máquina em paciente que perdeu parte do braço direito em acidente

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Foto do author Renata Okumura

Uma mulher sueca, de 50 anos, que perdeu a mão direita durante um acidente agrícola ganhou uma mão biônica, que se conecta diretamente aos sistemas nervoso e esquelético dela. Ou seja, a prótese, classificada como mais funcional e confortável, se funde com seus ossos, nervos e músculos residuais.

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Liderado pelo professor Max Ortiz Catalán, chefe de pesquisa de próteses neurais do Bionics Institute da Austrália e fundador do Centro de Pesquisa Biônica e Dor na Suécia, o estudo sobre a tecnologia considerada inovadora foi publicado no dia 11 de outubro deste ano na revista Science Robotics. Ele envolveu cientistas da Suécia, da Itália e da Austrália.

A prótese foi implantada em dezembro de 2018 com interface humano-máquina na paciente que perdeu a mão direita em um acidente. O membro residual foi modificado cirurgicamente para melhor integração com a mão biônica que usa inteligência artificial (IA) para entender seus comandos.

“A integração a longo prazo de uma mão biônica nos sistemas nervoso e esquelético do usuário foi relatada como bem-sucedida pela primeira vez em um paciente com amputação abaixo do cotovelo”, afirma o estudo.

Segundo o estudo, a operação da mão biônica na vida diária resultou em melhora da função protética, redução da pós-amputação e aumento da qualidade de vida.

“As sensações provocadas por estimulação neural direta foram consistentemente percebidas na mão fantasma durante todo o estudo. Até o momento, a paciente continua utilizando a prótese no dia a dia. A funcionalidade dos membros artificiais convencionais é prejudicada pelo desconforto e pelo controle limitado e não confiável. As interfaces neuromusculoesqueléticas podem superar esses obstáculos e fornecer os meios para o uso diário de uma prótese com controle neural confiável fixada no esqueleto”, avalia a publicação.

Karin, mulher sueca, de 50 anos, que perdeu a mão direita durante um acidente agrícola ganhou uma mão biônica, que se conecta diretamente aos sistemas nervoso e esquelético dela. Foto: Divulgação/Bionics Institute

Mudança de vida

Segundo o Bionics Institute, desde o acidente agrícola há mais de 20 anos, a vida de Karin sofreu uma reviravolta dramática. Uma lesão que causou uma dor insuportável no membro fantasma.

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“Parecia que eu estava constantemente com a mão em um moedor de carne, o que criava um alto nível de estresse e eu tinha que tomar altas doses de vários analgésicos”, disse ela ao instituto.

Além da dor intratável, ela descobriu que as próteses convencionais eram desconfortáveis e pouco confiáveis e, portanto, de pouca ajuda na sua vida diária.

Segundo o instituto, tudo isso mudou quando ela recebeu tecnologia biônica inovadora que lhe permitiu usar confortavelmente uma prótese muito mais funcional durante todo o dia. A maior integração da mão protética e do membro residual de Karin também aliviou sua dor e mudou sua vida.

“Tenho melhor controle sobre minha prótese, mas acima de tudo, minhas dores diminuíram. Hoje preciso de muito menos remédios”, afirmou ainda Karin.

Fusão de humano e máquina

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De acordo com o Bionics Institute, pessoas com perda de membros muitas vezes rejeitam até mesmo as próteses sofisticadas disponíveis comercialmente por estas razões, o que significa uma fixação dolorosa e desconfortável com controlabilidade limitada e pouco confiável.

Desta forma, um grupo multidisciplinar de engenheiros e cirurgiões resolveu esses problemas desenvolvendo uma interface homem-máquina que permite que a prótese seja confortavelmente fixada ao esqueleto do usuário por meio de osseointegração, ao mesmo tempo que permite a conexão elétrica com o sistema nervoso por meio de eletrodos implantados nos nervos e músculos.

“Karin foi a primeira pessoa com uma amputação abaixo do cotovelo a receber este novo conceito de mão biônica altamente integrada que pode ser usada de forma independente e confiável na vida diária”, disse o professor Catalán.

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Segundo ele, o fato de ela ter sido capaz de usar sua prótese de maneira confortável e eficaz nas atividades diárias durante anos é um testemunho promissor das capacidades potenciais de mudança de vida desta nova tecnologia para indivíduos que enfrentam perda de membros.

“Os desafios neste nível de amputação são que os dois ossos (rádio e ulna) devem estar alinhados e carregados igualmente, e não há muito espaço disponível para componentes implantados e protéticos”, explicou ele.

A equipa de investigação conseguiu, no entanto, desenvolver um implante neuromusculoesquelético adequado que permite ligar o sistema de controlo biológico do utilizador (o sistema nervoso) ao sistema de controlo eletrônico da prótese.

Uma abordagem que, segundo o professor Catalán, traz benefícios para quem tem dor em membro fantasma.

“Nossa abordagem cirúrgica e de engenharia integrada também explica a redução da dor, já que Karin agora está usando os mesmos recursos neurais para controlar a prótese que usou para sua mão biológica perdida.”

Ilustração esquemática e radiografia de uma interface homem-máquina altamente integrada em um paciente com amputação radial. Foto: Publicação/Revista Science Robotics

Prótese por meio da osseointegração

Uma característica fundamental da nova tecnologia biônica é a fixação esquelética da prótese por meio de osseointegração. De acordo com o instituto, processo pelo qual o tecido ósseo envolve o titânio criando uma forte conexão mecânica.

Rickard Braanemark, professor associado da Universidade de Gotemburgo e CEO da Integrum, liderou a cirurgia. Ele trabalha com osseointegração para próteses de membros desde que foram usadas pela primeira vez em humanos.

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“A integração biológica dos implantes de titânio no tecido ósseo cria oportunidades para avançar ainda mais no tratamento dos amputados. Ao combinar a osseointegração com cirurgia reconstrutiva, eletrodos implantados e inteligência artificial, podemos restaurar a função humana de uma forma sem precedentes. O nível de amputação abaixo do cotovelo apresenta desafios específicos, e o nível de funcionalidade alcançado representa um marco importante para o campo das reconstruções avançadas de extremidades como um todo”, afirmou Braanemark.

Os nervos e músculos do membro residual foram reorganizados para fornecer mais informações de controle motor à prótese.

“Dependendo das condições clínicas, podemos oferecer a melhor solução para nossos pacientes que ora é biológica com um transplante de mão, ora é instituto com prótese neuromusculoesquelética. Estamos melhorando continuamente em ambos”, avalia o dr Paolo Sassu, que conduziu esta parte da cirurgia, que ocorreu no Hospital Universitário Sahlgrenska, na Suécia.

A mão robótica, chamada Mia Hand, foi desenvolvida pela Prensilia, empresa com longa experiência em pesquisa e desenvolvimento de dispositivos robóticos e biomédicos inovadores, e possui componentes motores e sensoriais exclusivos que permitem ao usuário realizar 80% das atividades da vida diária.

“A aceitação da prótese é fundamental para o seu uso bem-sucedido”, afirma o dr Francesco Clemente, diretor-geral da Prensilia.

“Além do desempenho técnico, a Prensilia lutou para desenvolver uma mão que pudesse ser totalmente personalizável esteticamente. Mia Hand nasceu para ser mostrada e não escondida. Queríamos que os usuários tivessem orgulho do que são, em vez de vergonha do que foi perdido”, finalizou Clemente.

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