THE IMPORTANCE OF 3D PROSTHESIS USE IN GAIT REHABILITATION OF LOWER LIMB AMPUTEE PATIENTS
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/th102411161135
Laís Victória Da Silva Sampaio
Eduardo Nunes De Aguiar Queiroz
orientação: Profª Maria Eduarda Pontes dos Santos
coorientação: Profª Tamires Kelli Neves Souza
INTRODUÇÃO: Este estudo apresenta uma revisão integrativa sobre a utilização de próteses 3D na reabilitação da marcha de pacientes amputados de membros inferiores, explorando os principais resultados, dificuldades, vantagens e limitações dessa tecnologia emergente. OBJETIVO: Investigar a importância do uso da prótese 3D na reabilitação de pacientes amputados de membros inferiores, considerando aspectos funcionais e adaptativos. MÉTODOS: Trata-se de um levantamento bibliográfico com pesquisa em bases como PubMed, SciELO, CAPES Periódicos e BVS, utilizando descritores DeCS e MeSH. O foco populacional inclui amputados de membros inferiores, de 18 a 85 anos, homens e mulheres, que utilizam próteses 3D para atividades de deambulação, distribuição de peso e locomoção em diferentes superfícies. RESULTADOS E DISCUSSÃO: A análise demonstrou a relevância e a eficácia da tecnologia 3D em próteses, destacando benefícios como custo acessível, adaptação ao coto e boa aceitabilidade pelo usuário, elementos fundamentais para a reabilitação da marcha. CONSIDERAÇÕES FINAIS: Foi investigado que a prótese 3D possui grande potencial de expansão no mercado e na reabilitação. Contudo, ainda é necessária mão de obra especializada, bem como equipamentos específicos e estudos direcionados para aprimorar seu uso em membros inferiores.
PALAVRAS-CHAVE: Prótese 3D. Amputados. Membros inferiores. Marcha. Tecnologia.
INTRODUCTION: This study presents an integrative review on the use of 3D prosthetics in the gait rehabilitation of patients with lower limb amputations, exploring key outcomes, challenges, advantages, and limitations of this emerging technology. OBJECTIVE: Investigate the importance of using 3D prostheses in the rehabilitation of patients with lower limb amputations, considering functional and adaptive aspects. METHODS: This is a bibliographic review based on research in databases such as PubMed, SciELO, CAPES Periodicals, and BVS, using DeCS and MeSH descriptors. The study population focuses on lower limb amputees, aged 18 to 85, both male and female, who use 3D prosthetics for activities such as ambulation, weight distribution, and locomotion on different surfaces. RESULTS AND DISCUSSION: The analysis demonstrated the relevance and effectiveness of 3D prosthetic technology, highlighting benefits such as affordability, socket adaptation, and user acceptability—key elements for gait rehabilitation. FINAL CONSIDERATIONS: It has been investigated that 3D prostheses have great potential for expansion in the market and in rehabilitation. However, specialized labor, specific equipment, and further studies are still needed to improve its use in lower limbs.
KEYWORDS: 3D prosthesis. Amputees. Lower limbs. Gait. Technology.
1. INTRODUÇÃO
Ao longo dos anos, a humanidade enfrentou diversas adversidades, entre elas desafios naturais, climáticos, ambientais e fisiológicos. A perda de um membro, seja por acidentes, guerras, amputações congênitas ou cirúrgicas, é uma dessas dificuldades que exige grande adaptação. Nessas circunstâncias, as pessoas buscam estratégias para manter suas atividades diárias e preservar tanto a funcionalidade quanto a qualidade de vida, superando limitações impostas. Esse esforço contínuo reflete a capacidade humana de resiliência e busca por equilíbrio em meio às adversidades (ROȘCA, 2021).
Sendo assim, com o passar dos anos, foram desenvolvidos métodos para não apenas substituir o membro perdido com o intuito de reparação estética como membros de madeira e couro que com o tempo e a necessidade evoluíram cada vez mais, também para reabilitar o indivíduo, permitindo o retorno às suas atividades de vida diária, ou, pelo menos, a maior parte delas, preservando ao máximo suas capacidades físicas e também promoção de sua independência. (MEDLINEPLUS MAGAZINE, 2023).
O número de amputações de membros inferiores no Brasil tem aumentado de uma forma preocupante, principalmente devido a complicações associadas ao diabetes, que têm atingido níveis alarmantes nos últimos anos. A Sociedade Brasileira de Angiologia e Cirurgia Vascular (SBACV, 2022), informou que em 2022 o país registrou um recorde de amputações de pés e pernas. No qual, muitas dessas amputações foram associadas a complicações de doenças vasculares e, dentre elas, o diabetes. É estimado que o “pé diabético” seja a causa de aproximadamente 73% das amputações de membros inferiores no país. O tratamento adequado e o controle rigoroso da glicemia no organismo podem prevenir a condição (PERVEEN, 2024; SBACV, 2022). Esses dados mostram quão urgentes são as intervenções preventivas e reabilitadoras para a redução do número de amputações.
A reabilitação de pacientes amputados no Brasil enfrenta problemas relacionados ao acesso a próteses de alta qualidade, além de impactar negativamente a vida dos pacientes. O sistema de saúde pública do país está enfrentando altos custos como resultado dessas amputações (DAY, 2018). E, com essas complicações, o Brasil gasta milhões anualmente em procedimentos cirúrgicos e hospitalizações. Uma maneira viável de melhorar a qualidade de vida dos indivíduos amputados é investir em tecnologias como próteses 3D. Pois a impressão 3D permite a fabricação de próteses personalizadas a preços mais baixos, dando aos pacientes a possibilidade de acesso a esses dispositivos, que antes seriam difíceis de obter próteses de alta qualidade (SBACV, 2022).
Esse cenário mostra quão importante é explorar tecnologias mais acessíveis, como próteses 3D (três dimensões), que podem ser produzidas de forma mais personalizada, tendo em vista a individualidade e necessidade de cada paciente e por menos dinheiro. A evolução tecnológica tem sido fundamental na adaptação e superação dessas dificuldades. O desenvolvimento de próteses é uma solução ímpar para a ausência de membros, pois permite a reabilitação funcional dos pacientes e a substituição de membros perdidos ou faltosos de maneira aparente (ABBADY, 2022).
As próteses modernas têm evoluído muito, desde o seu método ao seu material de fabricação, oferecendo uma combinação de funcionalidade e conforto que permite que as pessoas retomem suas atividades diárias, reavenham e mantenham suas capacidades físicas intactas. E pensando também no ser como único e individual, a recuperação de sua independência motora e melhora de seu quadro emocional, uma vez que se adaptem melhor ao corpo do paciente, dando a ele mais conforto e permitindo assim uma melhor relação do mesmo com a peça (KOOIMAN et al., 2023).
Recentemente, o avanço das tecnologias de impressão 3D tem introduzido novas possibilidades na área da protética em geral. As próteses produzidas por impressão 3D oferecem uma personalização sem precedentes e podem ser fabricadas de forma mais acessível e precisa. (GUBBALA; INALA, 2021). Esse desenvolvimento tecnológico promete uma revolução na reabilitação de pacientes amputados, desde sua maior taxa de aceitabilidade e conforto, até mesmo em relação a custos. Próteses, apesar de serem muito necessárias, são também consideravelmente caras, dificultando não apenas o processo de produção, como também, consequentemente o acesso a elas por meio daqueles que as necessitam, outro ponto que a impressão 3D possui uma forte promessa de mudança.
A tecnologia de impressão 3D tem demonstrado significativo potencial na produção de próteses para reabilitação de pacientes amputados, especialmente em membros inferiores, proporcionando melhor adaptação, conforto e desempenho funcional. Estudos como o de Copeland et al. (2022) revelam que próteses impressas em 3D podem oferecer níveis superiores de satisfação e desempenho, comparativamente às próteses tradicionais, devido ao ajuste personalizado e leveza do material. A precisão da tecnologia 3D permite uma distribuição de pressão mais uniforme, como mostram Jamaludin et al. (2019) em análise de encaixes protéticos femorais, utilizando métodos de elementos finitos para prever a interação entre o coto e a prótese.
Além disso, o desenvolvimento de próteses com design bioinspirado, tem como objetivo melhorar a leveza e funcionalidade das próteses transtibiais, favorecendo uma marcha mais natural (LUCA et al., 2021). Estudos recentes sobre o comportamento dos amputados em terrenos variados, como o realizado por Persine et al. (2023), apontam que a coordenação entre os membros superiores e inferiores é essencial para a adaptação em superfícies irregulares, evidenciando a importância de um design que responda a essas necessidades. Esses estudos corroboram a relevância das próteses 3D no aprimoramento da qualidade de vida dos amputados, indicando que a tecnologia pode desempenhar um papel fundamental na reabilitação e adaptação de sua marcha em diferentes contextos.
Dessa forma, esse trabalho de conclusão de curso teve como objetivo investigar a importância do uso da prótese 3D na reabilitação de pacientes amputados de membros inferiores. A pesquisa buscou avaliar como essas próteses impactam a eficiência da marcha, o conforto, a adaptação e até na questão da acessibilidade para com os usuários, comparando-as com as próteses convencionais. Compreender a eficácia das próteses 3D é essencial para aprimorar os métodos de reabilitação e oferecer soluções que possam melhorar significativamente a qualidade de vida dos pacientes.
Portanto, este estudo pretendeu não apenas contribuir para o avanço do conhecimento na área da protética, mas também ajudar a moldar o futuro das práticas de reabilitação para amputados e despertar não só a busca pelo conhecimento de novas tecnologias, mas também o domínio sobre qual material ideal para as particularidades do paciente, explorando o potencial transformador das tecnologias emergente.
2. METODOLOGIA
Tratou-se de uma revisão integrativa da literatura conduzida do mês setembro de 2024 a novembro de 2024, que objetivou sintetizar artigos que abordem a temática da importância do uso da prótese 3D na reabilitação da marcha de pacientes amputados de membros inferiores. A pesquisa foi realizada nas bases de dados eletrônicas Pubmed, Scielo (Scientific Electronic Library Online), CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior) – Brasil e BVS (Biblioteca Virtual em Saúde).
A seleção dos descritores foi executada baseando-se na consulta realizada através da plataforma DeCS (Descritores em Ciências da Saúde) e MeSH (Medical Subject Headings), cogitando os idiomas português e inglês. Os descritores foram: “prótese 3D”; “amputados”; “membros inferiores”; “marcha”; “deambulação”; “vascular” e “cirurgia”, em combinação com os operadores booleanos “AND” e “NOT” das seguintes formas: “Lower extremity and walking”; “Membros inferiores and deambulação”; “prótese 3D and membros inferiores”; “prótese 3d and deambulação and membros inferiores”; “3D printed and biometric and prosthetics”; “prosthesis three-dimensional and Lower Extremity”; “Prostheses and lower limbs”; “prosthesis three-dimensional and amputees”; “prosthesis three-dimensional and lower extremity”; “three-dimensional and amputees not vascular surgery”; e “prosthesis three-dimensional and amputees not upper extremity”.
Foram utilizados como critérios de inclusão nesta revisão integrativa, artigos publicados no período de 2019 a 2024, sendo assim correspondendo a uma janela de 5 anos, considerando o ano vigente ao qual estamos, pacientes amputados de membros inferiores e nos idiomas português e inglês. A exclusão de alguns estudos foi pautada em artigos fora da janela de 5 anos citada anteriormente, resenhas, dissertações, monólogos, teses, resumos, artigos que fugiram do tema e/ou objetivo do nosso trabalho, revisões sistemáticas, que estivessem em duplicidade e não disponíveis na íntegra.
A definição, apuração e escolha dos artigos foi realizada em 5 etapas. Na primeira, foram determinadas palavras chave que seriam critério para estarem no título ou resumo dos artigos citadas anteriormente; no segundo, a leitura dos títulos; na terceira etapa, foram lidos os resumos; na quarta etapa realizada, foi realizada a leitura completa dos estudos individualmente e, por fim, na quinta etapa, foi realizada uma discussão para entrar em acordo sobre ambas as partes se o estudo não fugiu do tema desejado como citado na figura 1.
Após o processo de busca, triagem e inclusão dos estudos com a utilização dos descritores definidos com antecedência, quatro estudos foram incluídos para análise sobre “A importância do uso da prótese 3D na reabilitação de marcha de pacientes amputados de membros inferiores”, dos quais apenas três se enquadraram ao proposto no trabalho, o fluxograma do processo de busca, triagem e inclusão dos estudos está apresentado na figura 1.
Figura 1. Fluxograma das etapas de seleção dos artigos.
Fonte: Autoria própria, 2024.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Baseando-se nos dados dos materiais encontrados acerca da temática abordada, dos 346 artigos selecionados, apenas 3 contemplaram os critérios pré-estabelecidos. A fundamentação científica de cada estudo foi sintetizada no quadro 1.
Fonte: Autoria própria, 2024
Os principais resultados foram: I)Em comparação às próteses convencionais, a prótese 3D mostra-se mais acessível em relação custo benefício; II) Tendo em vista a importância da aceitabilidade da relação paciente/prótese, a prótese 3D consegue ter um feedback positivo partindo, tanto dos pacientes, quanto dos profissionais que a utilizam; III)Apesar das limitações intrinsecamente ligadas a seu recente uso, que faz com que os profissionais encontrem dificuldades de manejo na confecção dessa nova tecnologia, reforça-se a ideia da necessidade de mais pesquisas para avanços, uma vez que a área se mostra promissora; IV)Na análise do aspecto de marcha dos pacientes que utilizaram esse tipo de prótese, o tipo de material usado para a confecção é relativamente mais leve do que as ligas usadas comumente nas próteses convencionais; V)No que diz respeito ao acesso a essa tecnologia, foram encontrados, em suma, trabalhos em inglês de origem e autoria de países desenvolvidos, o que evidenciou a falta e necessidade de estudos e investimentos nesta área da saúde e tecnologia por meio de países em desenvolvimento, tendo em vista a crescente demanda de pacientes nessas regiões.
Baseando-se nos três artigos analisados, foi possível discutir a prótese transtibial em 3D em comparação com as próteses convencionais abordando cinco tópicos principais:
3.1 . RELAÇÃO CUSTO-BENEFÍCIO
As próteses em 3D apresentam uma vantagem em termos de custo-benefício quando comparadas às próteses convencionais. O estudo realizado por Nicoloso et al. (2021) destaca que a fabricação de próteses monocoque por impressão 3D reduziu o custo de produção em até 95%, além de diminuir o peso em 55% e o tempo de produção em 95% em comparação com as próteses tradicionais. Baharuddin et al. (2024) também sublinham que o uso de materiais mais acessíveis, como ABS, contribui para a redução dos custos, atendendo às necessidades de pacientes de baixa renda. Goldstein et al. (2020) complementam essa perspectiva, testando uma prótese anfíbia impressa em 3D para uso recreacional e demonstrando que a tecnologia possibilita a criação de dispositivos acessíveis e específicos para atividades diversas, ampliando o custo-benefício em contextos esportivos e recreativos.
3.2 . ACEITABILIDADE E FEEDBACK POSITIVO
Outro ponto importante é a aceitação dos pacientes e o feedback positivo tanto dos usuários quanto dos profissionais. Nicoloso et al. (2021) ressalta que o conforto e a personalização da prótese são fatores determinantes para a aceitabilidade dos pacientes. A técnica permite uma fabricação específica para cada paciente, levando em consideração o conforto e a funcionalidade, o que resulta em maior satisfação e uso constante da prótese. Goldstein et al. (2020) confirmam que próteses 3D específicas, como o modelo anfíbio, são bem recebidas pelos pacientes em atividades recreacionais, promovendo um uso mais integrado das próteses no cotidiano.
3.3 NECESSIDADE DE PESQUISA PARA AVANÇOS E LIMITAÇÕES ATUAIS
Embora a impressão 3D seja promissora, existem limitações intrínsecas relacionadas ao seu uso recente, conforme observado nos artigos. Um dos principais desafios mencionados por Baharuddin et al. (2024) é a resistência dos materiais utilizados. O estudo evidenciou que o ABS, apesar de durável, ainda não se compara a ligas metálicas em termos de resistência máxima. Goldstein et al. (2020) também observam a necessidade de aprimorar materiais para uso em ambientes aquáticos, reforçando que, para superar essas limitações, é necessária uma investigação contínua que promova o desenvolvimento de materiais e processos que ampliem a durabilidade e o desempenho das próteses em 3D.
3.4 ASPECTO DA MARCHA E PESO DO MATERIAL
Em relação ao movimento, a análise biomecânica realizada indica que as próteses impressas em 3D, feitas com materiais como ABS e poliuretano, possuem um peso inferior às ligas metálicas usadas nas próteses tradicionais, facilitando o movimento e contribuindo para um ciclo de marcha mais natural. Essa leveza pode ser benéfica para o conforto durante a marcha e reduzir o gasto energético dos pacientes, especialmente nas fases de contato inicial e propulsão. Goldstein et al. (2020) corroboram essa vantagem ao relatar que próteses 3D para uso aquático, além de serem leves, mantêm a funcionalidade na água, preservando a eficiência de movimento dos pacientes.
3.5 ACESSO E DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA DA PESQUISA
A análise sobre a disponibilidade de estudos e tecnologias em 3D revela uma predominância de publicações de países desenvolvidos, o que evidencia a necessidade de mais pesquisas e investimentos em países em desenvolvimento. Como apontado por Nicoloso et al. (2021), a impressão 3D possui o potencial de democratizar o acesso a próteses, especialmente em regiões rurais onde há falta de profissionais qualificados. Esse desenvolvimento poderia beneficiar a crescente demanda de pacientes nesses locais, permitindo o acesso a próteses personalizadas e de baixo custo. Goldstein et al. (2020) também reforçam a importância da impressão 3D para aumentar o acesso a dispositivos específicos para necessidades recreativas e esportivas, ampliando a acessibilidade para atividades variadas.
A análise da marcha de pacientes com próteses transtibiais revela aspectos fundamentais tanto para o desempenho funcional da prótese quanto para o bem-estar do usuário. Para amputados, a marcha é influenciada diretamente pela leveza, durabilidade e ajuste da prótese, características nas quais as próteses impressas em 3D apresentam vantagens em comparação com as convencionais.
Estudos indicam que o uso de materiais mais leves, como ABS e poliuretano, nas próteses 3D reduz o peso total da prótese, o que impacta positivamente o ciclo da marcha. Nicoloso et al. (2021) destacam que uma prótese mais leve facilita a fase de balanço e minimiza o gasto energético do usuário, promovendo uma marcha mais fluida e confortável. Essa redução de peso é benéfica para pacientes que enfrentam uma caminhada assimétrica, com aumento do esforço físico para manter a estabilidade, algo comum entre amputados..
Além disso, o ajuste personalizado oferecido pela impressão 3D permite que a prótese se adeque melhor à anatomia residual do paciente, o que contribui para uma melhor distribuição de forças durante o ciclo de marcha e reduz o risco de desconforto e lesões na pele. Baharuddin et al. (2024) relatam que o uso de um encaixe adaptado ao paciente reduz o movimento relativo entre o coto e a prótese, diminuindo a ocorrência de “pistoning” — movimento indesejado da prótese que pode causar atrito e lesões na pele. Isso é especialmente importante nas fases de apoio, como o contato inicial e a propulsão, que demandam maior estabilidade e absorção de impacto. Goldstein et al. (2020) também ressaltam a importância do ajuste personalizado, evidenciando que próteses anfíbias 3D adaptadas ao paciente mantém a eficiência de movimento e a estabilidade mesmo em ambientes aquáticos, ampliando as possibilidades de uso e promovendo a funcionalidade ideal em diferentes contextos.
Por outro lado, embora o material ABS usado na fabricação de componentes como o pilar (pylon) e o encaixe seja resistente, ele ainda possui limitações em relação às ligas metálicas tradicionais, que oferecem maior resistência ao impacto e durabilidade. Essa questão aponta a necessidade de novos estudos sobre a aplicação de materiais mais robustos que permitam um uso prolongado sem comprometer a marcha do paciente.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Investigou-se que, os estudos sugerem que a impressão 3D representa uma alternativa promissora em comparação às próteses convencionais, apesar das limitações mencionadas anteriormente em relação ao manejo e à confecção das próteses, por se tratar de uma tecnologia recente. Essa prótese apresenta resultados que evidenciam seu grande potencial tanto no mercado quanto na reabilitação, devido ao seu baixo custo de fabricação e à capacidade eficiente de adaptação e aceitação pelos pacientes que a utilizam. Isso ocorre seja pela acessibilidade, pelo custo-benefício ou pela leveza de seu material, que proporciona maior conforto aos seus usuários.
É importante ressaltar que este estudo se baseou em trabalhos de origem externa ao Brasil, não tendo sido encontrados materiais com base financeira na moeda vigente, o real. Assim, observa-se a necessidade de estudos voltados para a pesquisa nacional sobre o tema. Pois, para que essa tecnologia atinja seu potencial máximo, será necessário um aumento nos investimentos em pesquisa, com o objetivo de melhorar os materiais e expandir o acesso a essa tecnologia em regiões carentes. Também há uma escassez de estudos mais recentes sobre o uso dessa tecnologia em membros inferiores, considerando a disparidade do vasto material literário já disponível sobre membros superiores, sem desconsiderar sua importância.
Em suma, as próteses 3D representam uma alternativa promissora para melhorar a marcha dos pacientes amputados, promovendo leveza, conforto e um ajuste mais preciso. Apesar das limitações atuais, os avanços na impressão 3D podem contribuir para uma marcha mais eficiente e natural, reforçando a importância de investimentos contínuos na pesquisa e no desenvolvimento de materiais e técnicas de impressão que aprimorem ainda mais essa tecnologia.
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