Como funcionam as próteses?

O assunto deste post é uma introdução sobre próteses que substituem membros e como são controladas. 

Substituindo membros inferiores

Uma prótese de perna com joelho tem as seguintes partes.

• Socket: É para ajustar a prótese com o membro amputado, é customizado para cada paciente. É feito de fibra de carbono por fora e silicone por dentro;
• Adaptador de rotação (Rotation adapter): Permite a rotação do joelho em relação ao socket;

• Joelho (Knee): Pode ser controlado mecanicamente ou por microprocessadores, pode ter um pistão hidráulico ou pneumático;
• Pylon: É o suporte estrutural, faz a ligação das partes e é feito de alumínio.

As famosas lâminas de corrida são feitas de várias camadas de fibra de carbono. Quando pisa no solo, a curva da lâmina se contraí como uma mola. Quando deixa o solo, libera energia impulsionando o corredor. São customizadas para cada atleta, o tamanho das lâminas depende da altura do corredor.

Substituindo braços e mãos

Próteses para os membros superiores também têm socket. Precisam de um sistema de suspensão para que a prótese fique presa ao membro amputado. Um exemplo de sistema de suspensão são cabos e arreios.

Alguns sockets podem se sustentar com uma válvula de ar para grudar a prótese no membro.

Os materiais usados devem ser duráveis e leves. As próteses mais recentes são feitas com materiais de impressora 3D. Explicarei sobre este tipo de impressora em um futuro post.

Controle das próteses

As próteses podem ser controladas pelos movimentos do corpo ou circuitos eletrônicos. Em algumas próteses, o movimento dos ombros movem cabos que controlam a garra.

As próteses mioelétricas contêm eletrodos que detectam movimentos dos músculos, enviam sinais para um microprocessador para acionar motores que movimentam o novo membro.

O cérebro ainda envia sinais para o membro amputado e os eletrodos pegam os sinais elétricos destes nervos nos músculos. Algumas próteses de pernas têm um sensor de ângulo no joelho e sensores de pressão e movimento no pé e calcanhar. Estes sensores enviam informações para o microprocessador que controla o pistão hidráulico. Estes sistemas eletrônicos têm uma bateria integrada.

Em um futuro próximo, surgirão próteses controladas diretamente pelo cérebro com interfaces cérebro-máquina, serão assunto de um outro post.