A evolução da tecnologia assistiva tem transformado, aos poucos, a vida de pessoas com limitações funcionais. Trata-se de um universo que pode e deve receber atenção especial da engenharia, o que tem acontecido no Laboratório 3D do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (EESC-USP). É ali que um trabalho de doutorado se debruça sobre o uso de impressão 4D para desenvolver órteses de membros superiores personalizadas, com resultados animadores.
Ramificação da impressão 3D, a impressão 4D viabiliza a fabricação de peças camada a camada, utilizando materiais capazes de mudar de forma de maneira controlada quando recebem um estímulo externo, como calor, luminosidade, umidade ou campo eletromagnético, por exemplo. No projeto de autoria da doutoranda Alina de Souza Leão Rodrigues, o material estudado é de base polimérica, que pode ser impresso em uma configuração plana e, posteriormente, aquecido e moldado diretamente sobre o dedo do paciente, adquirindo o formato necessário para o tratamento.
“Como estudo de caso, foi escolhida uma órtese para o tratamento de lesões da placa volar, uma estrutura semelhante a um ligamento que evita que o dedo ‘dobre para trás’. A ideia é que a órtese possa ser ajustada ao longo do tratamento, acompanhando a evolução da recuperação do usuário. A escolha desse tipo de lesão foi feita por ser algo frequente nas mãos e por existir, justamente, necessidade de ajustá-la progressivamente”, explica Alina.
A impressão 4D de órteses oferece a possibilidade de produzir dispositivos personalizados e com geometrias mais complexas. O dispositivo pode ser moldado diretamente sobre o corpo e reprogramado conforme a evolução do tratamento, mantendo o conforto ao usuário durante todo o progresso.
“Uma das novidades do trabalho é a utilização da mistura dos materiais PLA, EVA e ATBC para a impressão, o que enriquece o meio científico com uma maior compreensão das possibilidades de processamento e aplicação desses componentes. Trata-se também de uma oportunidade para aproximar áreas que tradicionalmente trabalham de maneira mais separadas, como engenharia mecânica, ciência dos materiais e reabilitação física, mostrando como conhecimentos de fabricação, desenvolvimento de materiais e projeto mecânico podem ser aplicados à solução de problemas clínicos”, destaca a doutoranda.
A pesquisa, que tem colaboração do professor da EESC, Marcelo Aparecido Chinelatto, conta com a contribuição do Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas da Universidade Federal do ABC (CECS-UFABC) e do Departamento de Engenharia Mecânica da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, em Portugal.
Uma versão da órtese produzida pelos pesquisadores apresentou bom encaixe e fixação de formato ao longo de quatro semanas, além de facilidade de reprogramação. Agora, já em etapa final, está sendo realizada uma avaliação de irritação cutânea, utilizando modelos de epiderme humana reconstruída de acordo com as normas exigidas. “Esse é um passo importante para avaliar a segurança do material para uma possível utilização em contato com a pele”, ressalta Zilda de Castro Silveira, professora do Departamento de Engenharia Mecânica da EESC e orientadora do trabalho.
Parte dos resultados do trabalho foi publicada em 2025 no periódico Progress in Additive Manufacturing e na revista portuguesa Robótica: Dossier sobre automação e indústria 4.0. Outros dois artigos estão em preparação para submissão em periódicos científicos internacionais e devem ser publicados após a conclusão do trabalho, previsto para novembro deste ano.
Saúde e engenharia juntas
Trabalhos como esse desenvolvido na EESC reforçam como a área de saúde é extremamente multidisciplinar e transdisciplinar, bem como interligada com as engenharias.
“A engenharia tem avançado cada vez mais em apoiar áreas tecnológicas como engenharia biomédica e bioengenharia. A área de tecnologia assistiva, que tem forte orientação do desenvolvimento do projeto focado no usuário, caminha no Brasil a passos lentos, com poucas empresas destinadas a investir em pesquisa e inovação, de forma que a EESC se coloca como protagonista nesse nicho da ciência”, exalta Zilda.
A professora lembra que diferentes produtos para diversas categorias de tecnologia assistiva são e serão cada vez mais importantes, em função de várias demandas socioeconômicas, como o envelhecimento populacional, doenças crônicas, déficit neurológico, acidentes temporários e/ou permanentes. No Lab 3D, outros trabalhos na área de saúde estão sendo realizados. O laboratório apoia projetos de graduação, trabalhos de conclusão de curso e de Iniciação Científica, além de mestrados em parceiras com outras universidades nacionais e internacionais.
“A EESC contribui definitivamente por reunir infraestrutura, equipamentos e conhecimento especializado em diferentes áreas da engenharia, permitindo que um projeto como este seja investigado de maneira abrangente para que possa fazer diferença na vida de muitas pessoas com deficiência ou mobilidade reduzida, promovendo autonomia, independência, inclusão social e qualidade de vida”, conclui a docente.