Um homem da região de Chicago se tornou o primeiro paciente dos Estados Unidos a receber um novo tipo de braço biônico conectado diretamente ao osso, aos músculos e aos nervos. A tecnologia faz parte de um estudo clínico que busca aproximar o funcionamento de uma prótese das características de um membro natural.
O paciente perdeu o braço esquerdo acima do cotovelo em um acidente de trabalho na construção civil, em 2016. Em 15 de julho deste ano, ele passou por uma cirurgia de aproximadamente oito horas no Northwestern Memorial Hospital, em Chicago, para receber o sistema desenvolvido por pesquisadores da Shirley Ryan AbilityLab, Northwestern Medicine, Universidade de Chicago e da empresa Integrum.
A proposta é diferente das próteses convencionais. Em vez de depender apenas de um encaixe externo, o novo sistema utiliza um implante de titânio integrado ao osso e eletrodos posicionados em músculos e ao redor de nervos periféricos.
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Como o braço biônico funciona
O sistema recebeu o nome de e-OPRA e combina diferentes tecnologias de reconstrução e controle de próteses.
Uma das principais é a osseointegração. Nesse processo, um implante metálico é fixado ao osso residual do paciente. Com o passar dos meses, o tecido ósseo cresce ao redor da estrutura, fazendo com que o implante se torne uma espécie de extensão do próprio esqueleto.
A prótese pode então ser conectada diretamente a esse implante, eliminando o tradicional encaixe que fica pressionado sobre o membro residual.
Esse tipo de conexão pode reduzir problemas associados aos soquetes convencionais, como desconforto, irritação da pele e limitações de movimento.
O cérebro poderá controlar a prótese
O segundo componente importante está nos músculos e nervos.
Eletrodos implantados nos músculos conseguem registrar a atividade elétrica produzida quando o paciente tenta realizar um movimento. Esses sinais são processados e transformados em comandos para a prótese.
Na prática, a intenção de movimentar o braço gera sinais que podem ser interpretados pelo sistema para controlar o membro artificial.
O estudo também utiliza eletrodos posicionados ao redor dos nervos para produzir estímulos sensoriais.
A ideia é criar uma comunicação de mão dupla: o sistema recebe comandos do corpo para movimentar a prótese e envia informações de volta ao sistema nervoso.
Essa capacidade de oferecer retorno sensorial é considerada uma das principais fronteiras da pesquisa em próteses avançadas.
Paciente já havia usado uma prótese convencional
O paciente escolhido para o estudo já tinha experiência com uma prótese biônica anterior, mas enfrentava limitações relacionadas ao modo como os sinais eram captados.
Segundo os pesquisadores, os eletrodos implantados no novo sistema podem produzir sinais mais estáveis porque ficam dentro do organismo.
Com isso, a tecnologia busca evitar interferências provocadas por fatores externos, como suor, movimentação da pele e alterações no volume do membro residual.
A expectativa é que o controle se torne mais natural durante a reabilitação.
Sensação de toque é um dos objetivos
Um dos aspectos mais ambiciosos do projeto é permitir que o paciente receba informações sensoriais provenientes da prótese.
Eletrodos ao redor dos nervos podem estimular o sistema nervoso e produzir sensações interpretadas pelo cérebro como provenientes do membro perdido.
O objetivo não é simplesmente fazer o paciente movimentar uma mão artificial, mas criar uma interface capaz de estabelecer uma comunicação nos dois sentidos.
Pesquisadores envolvidos no projeto afirmam que esse retorno sensorial poderá ajudar o usuário a controlar o braço com maior naturalidade e realizar atividades com menos dependência da visão.
Tecnologia combina três técnicas
O estudo reúne três abordagens principais: osseointegração, reinervação muscular direcionada e controle por reconhecimento de padrões.
A reinervação muscular direcionada, conhecida pela sigla TMR, consiste em redirecionar nervos que anteriormente controlavam o membro amputado para músculos que permanecem no corpo.
Dessa forma, os nervos continuam produzindo sinais relacionados à intenção de movimentar a mão ou o braço. Sensores conseguem identificar esses padrões e utilizá-los para comandar a prótese.
A técnica foi desenvolvida no início dos anos 2000 e ajudou a transformar a maneira como pesquisadores trabalham com próteses controladas por sinais neuromusculares.
Primeiro paciente de um estudo de cinco anos
O homem de Chicago é o primeiro participante de um estudo clínico que deverá acompanhar oito pacientes.
A pesquisa terá duração prevista de cinco anos e avaliará se a combinação entre implante ósseo, sensores musculares e eletrodos nos nervos consegue melhorar o controle e a experiência de uso de próteses de membros superiores.
O projeto recebe financiamento de aproximadamente US$ 8,7 milhões do National Institute of Neurological Disorders and Stroke, órgão ligado aos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos.
Os pesquisadores ainda precisam avaliar os resultados ao longo do processo de reabilitação.
Paciente começou recuperação após cirurgia
Depois da operação realizada em julho, o paciente iniciou o período de recuperação enquanto seu organismo se adapta ao implante.
Os pesquisadores já conseguiram registrar sinais musculares produzidos pelos eletrodos implantados. Esses sinais deverão ser utilizados posteriormente no treinamento com o braço biônico.
Nos próximos meses, ele deverá passar por sessões de reabilitação na Shirley Ryan AbilityLab e começar a treinar com a prótese.
A previsão é que o estudo seja concluído em 2030, quando os resultados deverão ser disponibilizados publicamente.
O que muda em relação às próteses tradicionais
Próteses convencionais normalmente utilizam um encaixe que envolve o membro residual. O sistema precisa permanecer preso ao corpo e transmitir os movimentos por meio de sensores externos ou outros mecanismos.
O modelo estudado nos Estados Unidos muda essa lógica ao criar uma conexão estrutural direta com o esqueleto.
Além disso, os sensores implantados em músculos e nervos ficam menos sujeitos a interferências externas.
A combinação pode permitir maior estabilidade dos sinais utilizados para controlar a prótese, embora a eficácia e os benefícios de longo prazo ainda precisem ser avaliados no estudo clínico.
A tecnologia ainda está em fase experimental
Apesar dos avanços, o braço biônico não deve ser tratado como uma tecnologia já disponível para qualquer pessoa que tenha sofrido uma amputação.
O e-OPRA está sendo avaliado dentro de um estudo clínico e depende de acompanhamento médico, cirurgia especializada e um longo processo de reabilitação.
Os pesquisadores ainda precisam determinar como os pacientes responderão ao sistema, quais serão os ganhos funcionais e quais riscos podem aparecer ao longo do tempo.
A expectativa é que os resultados ajudem a definir os próximos passos para o desenvolvimento de próteses cada vez mais integradas ao corpo humano.
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Entenda O Contexto
A pesquisa americana faz parte de uma corrida científica para desenvolver próteses capazes de reproduzir não apenas movimentos, mas também parte da experiência sensorial de um membro natural.
Nos últimos anos, diferentes grupos desenvolveram sistemas capazes de interpretar sinais nervosos ou musculares para movimentar mãos e braços artificiais. Pesquisas anteriores da Cleveland Clinic, por exemplo, demonstraram uma prótese que combina controle motor intuitivo, sensação de toque e percepção do movimento da mão por meio de uma interface neural.
A diferença do estudo iniciado em Chicago está na combinação dessas tecnologias com a osseointegração. O implante é conectado diretamente ao osso e serve como ponto de fixação para a prótese, enquanto eletrodos instalados em músculos e ao redor dos nervos trabalham na comunicação entre o corpo e o dispositivo.
O paciente submetido à cirurgia em julho perdeu o braço esquerdo acima do cotovelo em um acidente ocorrido em 2016. Agora, ele passa por recuperação e deverá iniciar uma etapa de treinamento para aprender a utilizar o novo sistema.
A pesquisa pretende descobrir se a integração entre osso, músculos, nervos e tecnologia pode tornar as próteses mais estáveis, confortáveis e intuitivas.
O resultado final ainda não está definido. O estudo seguirá até 2030 e deverá fornecer dados sobre segurança, funcionamento e benefícios da tecnologia para pessoas que sofreram amputações de membros superiores.
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