Materiais, Biomecânica e Engenharia
Esta área reúne os fundamentos de engenharia de próteses e órteses: os materiais de que os dispositivos são construídos, a biomecânica que governa como eles interagem com o corpo durante a posição em pé e a marcha, o gerenciamento da carga mecânica na interface corpo-dispositivo, e os métodos de design digital e fabricação que cada vez mais moldam a produção. Juntos, esses aspectos explicam como uma prótese ou órtese é projetada para ser forte, leve, confortável e funcionalmente adaptada ao movimento.
Definition
Materiais, biomecânica e engenharia em próteses e órteses é o corpo de conhecimento que se preocupa com os materiais estruturais, comportamento mecânico, carregamento da interface e processos de design e fabricação através dos quais dispositivos assistivos externos são criados e adaptados ao movimento de uma pessoa.
Scope
A área orienta o leitor através de quatro tópicos: os materiais utilizados na construção protética e ortótica; análise biomecânica e mecânica da marcha; distribuição de carga e gerenciamento de pressão na interface membro-dispositivo; e design assistido por computador e impressão 3D. Ela os trata como um mapa de referência do conhecimento de engenharia subjacente ao design de dispositivos, não como instruções de fabricação ou prescrições clínicas.
Sub-topics
Core questions
- Quais propriedades dos materiais tornam um componente protético ou ortótico forte, leve, durável e biocompatível?
- Como os dispositivos protéticos e ortóticos alteram a mecânica da posição em pé e da marcha?
- Como a carga mecânica é distribuída na interface entre o dispositivo e o corpo, e por que isso é importante?
- Como o design digital e a fabricação aditiva mudam a forma como os dispositivos são produzidos?
Key concepts
- Materiais estruturais e biocompatíveis
- Ciclo da marcha e análise da marcha
- Pressão e cisalhamento na interface
- Armazenamento e retorno de energia
- Alinhamento
- Design e fabricação assistidos por computador
- Fabricação aditiva
Clinical relevance
Compreender a base de engenharia dos dispositivos ajuda clínicos e engenheiros a raciocinar sobre por que um dispositivo funciona como funciona, como as escolhas de design afetam o conforto e a função, e como avaliar evidências que comparam componentes. Esta área é um material de referência descritivo sobre como os dispositivos são projetados e avaliados; não fornece prescrição de dispositivos ou orientação de fabricação para pacientes individuais.
Evidence & guidelines
As evidências nesta área variam desde estudos primários biomecânicos de estresse de interface e marcha até revisões sistemáticas de como os componentes protéticos afetam a função. Uma revisão sistemática de van der Linde e colegas (2004) ilustra a dificuldade de tirar conclusões fortes em nível de componente a partir de estudos biomecânicos heterogêneos, enquanto revisões de engenharia acompanham a rápida adoção da fabricação aditiva baseada em polímeros no campo.
History
A engenharia protética e ortótica passou da construção artesanal em madeira e couro para componentes modulares padronizados e compósitos leves ao longo do século XX. A biomecânica quantitativa e a medição instrumentada da marcha e da interface amadureceram a partir das décadas de 1980 e 1990, e o design digital com fabricação assistida por computador e, mais recentemente, a fabricação aditiva têm progressivamente remodelado como os dispositivos são projetados e produzidos.
Related topics
Seminal works
- sanders-1993
- van-der-linde-2004
Frequently asked questions
- O que a área de materiais, biomecânica e engenharia abrange?
- Ela abrange os materiais de que os dispositivos são construídos, a biomecânica de como os dispositivos interagem com o movimento, o gerenciamento da carga mecânica na interface corpo-dispositivo e os métodos de design digital e impressão 3D usados na fabricação.
- Esta área trata de como construir ou prescrever um dispositivo?
- Não. É uma visão geral de referência do conhecimento de engenharia por trás dos dispositivos protéticos e ortóticos, não um manual de fabricação ou uma base para prescrição clínica.