Materiais Utilizados na Construção de Próteses e Órteses

Dispositivos protéticos e ortóticos são construídos a partir de uma gama de materiais selecionados para equilibrar resistência, peso, rigidez, durabilidade, conformabilidade e compatibilidade com a pele. Incluem termoplásticos que podem ser moldados aos contornos do corpo, compósitos reforçados com fibra, como fibra de carbono, que são fortes e leves, metais para componentes estruturais e modulares, e polímeros macios e silicones usados na interface com a pele. A escolha do material molda como um dispositivo é sentido, funciona e dura.

Definition

Os materiais utilizados na construção de próteses e órteses são os materiais estruturais, de interface e biocompatíveis, incluindo termoplásticos, compósitos reforçados com fibra, metais, e polímeros macios e silicones, a partir dos quais são fabricados dispositivos de assistência externa e seus componentes.

Scope

Este tópico aborda as principais classes de materiais utilizadas em próteses e órteses e as propriedades que impulsionam sua seleção. Trata os materiais como um assunto de referência para a compreensão do design de dispositivos e não é um procedimento de fabricação, um endosso de produto ou uma orientação clínica sobre a escolha de um dispositivo para um indivíduo.

Core questions

• Quais classes de materiais são usadas em dispositivos protéticos e ortóticos e para quais funções?
• Quais propriedades, como relação resistência-peso, rigidez, resistência à fadiga e compatibilidade com a pele, governam a escolha do material?
• Como os materiais de interface diferem dos materiais estruturais?
• Como as compensações de materiais são equilibradas no design de dispositivos?

Key concepts

• Biocompatibilidade
• Termoplásticos
• Compósitos reforçados com fibra (fibra de carbono)
• Relação resistência-peso
• Rigidez e flexibilidade
• Fadiga e durabilidade
• Materiais de interface (silicone, espumas, géis)

Mechanisms

A seleção do material segue as demandas funcionais de cada parte de um dispositivo. Os componentes estruturais devem suportar cargas repetidas de peso corporal sem falhar, o que favorece materiais com alta relação resistência-peso, como compósitos de fibra de carbono, titânio e ligas de alumínio. Os termoplásticos amolecem quando aquecidos e podem ser moldados a vácuo sobre um molde ou modelo, permitindo a modelagem personalizada de encaixes e órteses. Materiais na interface com a pele, como silicones, géis e espumas, são escolhidos para serem complacentes e compatíveis com a pele, de modo a amortecer e distribuir a carga. A biocompatibilidade, a resistência à fadiga e a forma como a rigidez é distribuída por uma estrutura determinam, em conjunto, o conforto, o desempenho e a vida útil.

Clinical relevance

Conhecer as propriedades e as compensações dos materiais dos dispositivos ajuda clínicos e engenheiros a entender por que um dispositivo é confortável ou durável e como as escolhas de materiais se relacionam com a função. Esta entrada é um material de referência descritivo sobre materiais e suas propriedades; não recomenda produtos específicos nem orienta a seleção de dispositivos para pacientes individuais.

Evidence & guidelines

Grande parte da base de evidências consiste em estudos de engenharia e materiais e revisões narrativas, em vez de ensaios clínicos. Revisões de materiais à base de polímeros e fabricados aditivamente descrevem como o campo está se movendo em direção a polímeros e compósitos mais leves e personalizáveis, enquanto revisões sistemáticas de componentes protéticos observam que vincular escolhas de materiais ou componentes a resultados funcionais é metodologicamente desafiador.

History

As primeiras próteses e órteses eram feitas principalmente de madeira, couro e metal. A introdução de plásticos e termoplásticos em meados do século XX permitiu dispositivos mais leves e moldáveis, e a posterior adoção de compósitos de fibra de carbono trouxe alta resistência com baixo peso, possibilitando componentes dinâmicos, como pés que armazenam energia. Silicones macios e géis para a interface do membro e, mais recentemente, polímeros adaptados para fabricação aditiva continuaram a expandir a paleta de materiais.

Seminal works

• bowker-michael-1992
• sakib-2023

Frequently asked questions

Por que a fibra de carbono é comum em próteses?

Os compósitos de fibra de carbono oferecem uma alta relação resistência-peso e podem armazenar e retornar energia elástica, o que os torna úteis para componentes estruturais e para dispositivos dinâmicos, como pés protéticos que armazenam energia.

Por que os termoplásticos são usados para encaixes e órteses?

Os termoplásticos amolecem quando aquecidos e podem ser moldados sobre um modelo do corpo, permitindo uma forma personalizada, e podem ser reaquecidos e ajustados, o que se adequa ao ajuste iterativo de encaixes e órteses.