Na última década, o Brasil registrou 246 mil amputações de membros inferiores, envolvendo pernas ou pés, segundo a Sociedade Brasileira de Angiologia e Cirurgia Vascular. Pensando em contribuir para a reabilitação desse público, pesquisadores da Ufes estão desenvolvendo uma prótese de perna robótica, com joelho e pé. O dispositivo pode ajudar quem passou por amputação transfemoral (ou de coxa, como é conhecida) em atividades rotineiras, como caminhar e subir escadas, melhorando a vida do usuário a um custo acessível.

A iniciativa é coordenada pelo professor Rafhael Andrade, do Departamento de Engenharia Mecânica da Ufes, que coordena o LabGuará, laboratório com pesquisas na área de robótica e biomecânica. “A ideia do nosso laboratório é auxiliar, com dispositivos robóticos, a reabilitação e a assistência de pessoas com limitações motoras”, afirma.

Andrade explica ainda que o diferencial da prótese que está sendo desenvolvida no laboratório é a capacidade de prover energia, por meio de dois motores de 200 watts de potência, acoplados no joelho e no pé do equipamento, chamada de prótese ativa. “As próteses passivas não entregam nenhuma energia e limitam a capacidade de marcha do usuário, já as próteses ativas conseguem prover e dissipar essa energia, de forma bem semelhante ao funcionamento do nosso corpo. Ao se levantar de uma cadeira, por exemplo, você faz uma contração muscular, e a prótese ativa é capaz de realizar esse procedimento”, explica.

O movimento da prótese ocorre por meio do uso de sensores e atuadores, que são dispositivos que interpretam a intenção de movimento do usuário e convertem energia elétrica da bateria em energia mecânica. “Colocamos na prótese sensores que vão ajudar o usuário a ter um movimento mais sincronizado. O atuador, que pode ser elétrico, pneumático ou hidráulico, é o mecanismo acoplado na prótese que vai permitir movimentar a perna do usuário. No caso da prótese de perna em desenvolvimento, isso é feito de maneira elétrica, por meio dos motores”.

Outro diferencial é o custo do protótipo. Segundo o professor, uma prótese robótica completa de membro inferior comercializada no mercado pode chegar a U$ 100 mil, o que inviabilizaria sua distribuição gratuita pelo Sistema Único de Saúde (SUS), como ocorre atualmente. “Trabalhamos tentando reduzir custos e levar a prótese de maneira acessível para as pessoas. Estamos buscando um equilíbrio entre o custo e a funcionalidade necessária para uma pessoa poder caminhar, seja de maneira lenta ou rápida, subir escadas e rampas e até mesmo correr, com um leve trote”, afirma. Para reduzir o valor e o peso da prótese em desenvolvimento, o protótipo tem sua potência limitada e, por isso, ela não seria indicada, por exemplo, para usuários que queiram praticar atividades de alto impacto, como corrida de rua.

Testes

Os testes em laboratório já estão avançados, com um nível de maturidade tecnológica próximo a 6 (protótipo constituído funcional, sendo demonstrado em ambiente operacional). Nessa fase, as experiências ocorrem em ambiente controlado, em pessoas que não sofreram amputações, com a ajuda de um adaptador. Para chegar a ser um produto comercializado, precisaria chegar ao índice 9, passando por testes em outros ambientes que simulam a realidade do uso.

“Já temos o joelho robótico em funcionamento, realizando o movimento de flexão e extensão. Na parte do pé, estamos nos preparando para passar para o modelo ativo, através do qual será possível realizar o movimento de dorsiflexão e flexão plantar”, indica Andrade. Assim que essa parte estiver amadurecida, a próxima etapa será a de testes em usuários amputados, que será desenvolvida em parceria com o Centro de Reabilitação Física do Espírito Santo (Crefes).

Para um funcionamento adequado, também será necessário integrar a prótese com o sistema neuromuscular do corpo humano. “Interpretar os sinais biológicos do usuário é uma meta que temos. Nossa ideia é começar com sinais musculares, o que é um desafio, mas seria um avanço para melhorar e sincronizar ainda mais o movimento”.

O projeto tem apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (Fapes), da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e da Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes). Há, no momento, vagas disponíveis para bolsistas de graduação dos cursos de Engenharia Elétrica ou Engenharia de Computação a partir do 4° período. Os interessados devem entrar em contato com o professor pelo e-mail .

Texto: Vitor Guerra (bolsista em projeto de Comunicação)
Foto: LabGuará-Ufes