Proposição de um protocolo de orientação para fabricação e avaliação de órteses de membros superiores impressas em 3D

Abstract

A tecnologia da manufatura aditiva (MA) está revolucionando diferentes áreas, devido às inúmeras possibilidades de criação que o processo de impressão 3D proporciona. Como consequência deste grande potencial de inovação, a área saúde está beneficiando-se do uso desta tecnologia, sendo sua maior contribuição percebida no desenvolvimento de órteses, que podem ser customizadas com grande precisão para os pacientes. A utilização das tecnologias de MA tem possibilitado modificações funcionais e estruturais nas órteses, que não poderiam ser implementadas pelo processo convencional de fabricação. No entanto, poucos estudos foram encontrados na literatura sobre a definição de parâmetros de fabricação de órteses de membro superior, utilizando o processo FDM (Fused Deposition Modeling) de impressão 3D, bem como suas propriedades mecânicas. Portanto, este estudo tem por objetivo a proposição de um protocolo com diretrizes que orientem a fabricação e a avaliação de órteses de membros superiores impressas em 3D, a partir dos parâmetros relacionados às características estruturais do material e da fabricação. Para isto, com base na pesquisa exploratória e num modelo de órtese impressa pela tecnologia de FDM, foram realizados ensaios mecânicos de tração para caracterizar o comportamento do material por meio da análise das propriedades mecânicas. Realizados a pesquisa teórica e os testes, as análises dos resultados permitiram a proposição de um protocolo para orientar os parâmetros de fabricação de dispositivos de imobilização no que tange a segurança e desempenho (eficácia) do dispositivo estudado. A relevância científica desta pesquisa está na possível contribuição ao processo de fabricação de órteses, por meio deste protocolo orientativo aos fabricantes. Além disso, pretende-se, também contribuir para o futuro da regulamentação de uso de órteses fabricadas pela tecnologia de MA na área da saúde.

The technology of additive manufacturing (MA) is revolutionizing different areas, due to the countless possibilities of creation that the 3D printing process provides. As a consequence of this great potential for innovation, the health area is benefiting from the use of this technology, its greatest contribution being perceived in the development of orthoses, which can be customized with great precision for patients. The use of MA technologies has enabled functional and structural changes in orthoses, which could not be implemented by the conventional manufacturing process. However, few studies have been found in the literature on the definition of parameters for the manufacture of upper limb orthoses, using the 3D printing FDM (Fused Deposition Modeling) process, as well as their mechanical properties. Therefore, this study aims to propose a protocol with guidelines that guide the manufacture and assessment of 3D printed upper limb orthoses, based on parameters related to the structural characteristics of the material and the manufacture. For this, based on exploratory research and an orthosis model printed by FDM technology, mechanical tensile tests were performed to characterize the material's behavior through the analysis of mechanical properties. After conducting the theoretical research and tests, the analysis of the results allowed the proposition of a protocol to guide the manufacturing parameters of immobilization devices with regard to the safety and performance (effectiveness) of the studied device. The scientific relevance of this research is in the possible contribution to the orthosis manufacturing process, through this protocol for guidance to manufacturers. In addition, it is also intended to contribute to the future of the regulation of the use of orthoses manufactured by MA technology in the health area.