Inovações cirúrgicas e de engenharia permitem controle sem precedentes sobre cada dedo de uma mão biônica

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Membros protéticos são a solução mais comum para substituir uma extremidade perdida. No entanto, são difíceis de controlar e muitas vezes não são confiáveis, com apenas alguns movimentos disponíveis. Os músculos remanescentes do membro residual são a fonte preferida de controle para mãos biônicas. Isto ocorre porque os pacientes podem contrair os músculos à vontade, e a atividade elétrica gerada pelas contrações pode ser usada para dizer à mão protética o que fazer, por exemplo, abrir ou fechar. Um grande problema em níveis mais elevados de amputação, como acima do cotovelo, é que não restam muitos músculos para comandar as muitas articulações robóticas necessárias para restaurar verdadeiramente a função de um braço e de uma mão.

Uma equipe multidisciplinar de cirurgiões e engenheiros contornou esse problema reconfigurando o membro residual e integrando sensores e um implante esquelético para conectar-se elétrica e mecanicamente a uma prótese. Ao dissecar os nervos periféricos e redistribuí-los para novos alvos musculares usados ​​como amplificadores biológicos, a prótese biônica agora pode acessar muito mais informações para que o usuário possa comandar muitas articulações robóticas à vontade (vídeo: youtu.be/h1N-vKku0hg).

A pesquisa foi liderada pelo professor Max Ortiz Catalan, diretor fundador do Centro de Pesquisa Biônica e Dor (CBPR) na Suécia, chefe de pesquisa em próteses neurais do Instituto Biônico na Austrália e professor de Biônica na Universidade de Tecnologia Chalmers na Suécia.

“Neste artigo, mostramos que religar os nervos a diferentes alvos musculares de maneira distribuída e simultânea não só é possível, mas também conduz a um melhor controle protético. Uma característica fundamental do nosso trabalho é que temos a possibilidade de implementar clinicamente procedimentos cirúrgicos mais refinados e incorporar sensores nas construções neuromusculares no momento da cirurgia, que então conectamos ao sistema eletrônico da prótese através de uma interface osseointegrada. Os algoritmos de IA cuidam do resto.”

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Os membros protéticos são comumente fixados ao corpo por um encaixe que comprime o membro residual, causando desconforto e é mecanicamente instável. Uma alternativa à fixação do alvéolo é usar um implante de titânio colocado dentro do osso residual que fica fortemente ancorado – isto é conhecido como osseointegração. Essa fixação esquelética permite uma conexão mecânica confortável e mais eficiente da prótese ao corpo.

“É gratificante ver que nossa inovação cirúrgica e de engenharia de ponta pode fornecer um nível tão alto de funcionalidade para um indivíduo com amputação de braço. Esta conquista baseia-se em mais de 30 anos de desenvolvimento gradual do conceito, nos quais tenho orgulho de ter contribuído” comenta o Dr. Rickard Brånemark, pesquisador afiliado do MIT, professor associado da Universidade de Gotemburgo, CEO da Integrum, um dos principais especialistas em osseointegração para próteses de membros, que realizou a implantação da interface.

A cirurgia ocorreu no Hospital Universitário Sahlgrenska, na Suécia, onde fica o CBPR. O procedimento de reconstrução neuromuscular foi conduzido pelo Dr. Paolo Sassu, que também liderou o primeiro transplante de mão realizado na Escandinávia.

“A incrível jornada que empreendemos junto com os engenheiros biônicos da CBPR nos permitiu combinar novas técnicas microcirúrgicas com sofisticados eletrodos implantados que fornecem controle de um braço protético com um único dedo, bem como feedback sensorial. Os pacientes que sofreram uma amputação do braço podem agora ver um futuro melhor”, afirma o Dr. Sassu, que atualmente trabalha no Istituto Ortopedico Rizzoli, na Itália.