Joelho biônico integrado ao tecido restaura movimento natural

A prótese mecanoneural osseointegrada sustenta o controle contínuo do joelho a partir da intenção motora originada no sistema nervoso central. A ilustração da direita mostra a interface mioneural agonista-antagonista criada a partir dos músculos extensores e flexores residuais do joelho.
[Imagem: Tony Shu et al. - 10.1126/science.adv3223]

Joelho biônico

Pesquisadores apresentaram uma nova prótese para joelho que é um pouco mais do que isso - é um joelho biônico.

A expectativa é que o aparelho venha ajudar pessoas com amputações acima do joelho a andar mais rápido, subir escadas e evitar obstáculos com mais facilidade do que com uma prótese tradicional.

Ao contrário das próteses comuns, nas quais o membro residual fica dentro de um encaixe, o novo sistema é diretamente integrado ao tecido muscular e ósseo do usuário. Isso permite maior estabilidade e dá à pessoa muito mais controle sobre o movimento da prótese.

Participantes de um pequeno estudo clínico relataram que o membro também parece mais como se fosse uma parte do próprio corpo.

"Uma prótese integrada ao tecido - ancorada ao osso e controlada diretamente pelo sistema nervoso - não é meramente um dispositivo separado e sem vida, mas sim um sistema cuidadosamente integrado à fisiologia humana, oferecendo um maior nível de incorporação protética. Não é simplesmente uma ferramenta que o ser humano utiliza, mas sim uma parte integrante de si mesmo," afirma o professor Hugh Herr, do MIT (EUA).

Novas cirurgias de implantação

Durante uma amputação tradicional, pares de músculos que se alternam entre alongamento e contração são geralmente seccionados, interrompendo a relação agonista-antagonista normal dos músculos. Essa interrupção torna muito difícil para o sistema nervoso detectar a posição de um músculo e a velocidade com que ele está se contraindo.

A equipe então desenvolveu uma nova abordagem cirúrgica, que eles batizaram de interface mioneuronal agonista-antagonista (AMI), na qual os pares de músculos são reconectados durante a cirurgia para que continuem se comunicando dinamicamente dentro do membro residual. Essa retroalimentação sensorial ajuda o usuário da prótese a decidir como mover o membro e também gera sinais elétricos que podem ser usados para controlar o membro protético.

A seguir, eles desenvolveram um procedimento para inserir uma haste de titânio no osso residual do fêmur no local da amputação. Esse implante permite melhor controle mecânico e suporte de carga do que uma prótese tradicional. Além disso, o implante contém 16 fios que coletam informações de eletrodos localizados nos músculos, o que permite uma transdução mais precisa dos sinais provenientes dos músculos.

"Todas as partes trabalham juntas para melhor transportar as informações para dentro e para fora do corpo e interagir mecanicamente com o dispositivo," detalhou o professor Tony Shu, membro da equipe. "Estamos carregando diretamente o esqueleto, que é a parte do corpo que deveria ser carregada, em vez de usar soquetes, o que é desconfortável e pode levar a infecções de pele frequentes."

Ainda não há previsão para comercialização do joelho biônico.