Braços mágicos

"Exoesqueleto" impresso em 3D permite que uma garotinha levante os braços e brinque

Assim que Megan Lavelle viu o dispositivo, ela sabia que ele mudaria a vida de sua filha. Lavelle é uma mãe animada e ativa cuja filha mais nova, Emma, nasceu com artrogripose múltipla congênita (AMC). Em uma conferência na Filadélfia para famílias com AMC, Lavelle tomou conhecimento do Wilmington Robotic Exoskeleton (WREX), um dispositivo de assistência feito de barras metálicas articuladas e faixas de resistência. Ele permite que crianças com braços subdesenvolvidos brinquem, se alimentem e abracem.

A AMC é uma condição não progressiva que causa enrijecimento nas articulações e músculos muito pouco desenvolvidos. Emma nasceu com as pernas dobradas à altura das orelhas, com os ombros voltados para dentro. "Ela só conseguia mover o polegar", conta Lavelle. Os médicos fizeram uma cirurgia imediatamente e imobilizaram as pernas de Emma. A garotinha foi para casa com os pais determinados a prestar-lhe os melhores cuidados possíveis.

Os especialistas médicos alertaram que a AMC poderia impedir que Emma vivenciasse qualquer tipo de normalidade. Ela se desenvolveu mais lentamente do que uma criança média e passou grande parte dos seus dois primeiros anos imobilizada ou sofrendo cirurgias. Sem poder ver Emma brincar e interagir com o ambiente da mesma forma que sua irmã mais velha, Lavelle perguntava-se se as habilidades cognitivas de Emma também seriam prejudicadas.

Este dispositivo ortopédico personalizado representa para Emma a capacidade de alimentar-se, colorir e abraçar.

Determinada a crescer

Contudo, Emma progrediu, de forma lenta, mas constante. À medida que ela crescia e se tornava capaz de mover com a ajuda de um andador, ficou claro que sua mente era afiada e sua determinação estava à altura da de sua mãe. Aos dois anos de idade, ainda sem conseguir levantar os braços, a garotinha esperta queria mais. "Ela ficava muito frustrada quando não conseguia brincar com coisas como blocos", afirma Lavelle. Assim, a mãe era os braços de Emma, brincando com blocos, comendo e escovando os dentes por ela.

E aí surgiu o WREX, demonstrado na conferência por um paciente de AMC de oito anos de idade levantando seus braços e movendo-o em todas as direções. Lavelle se encontrou com os apresentadores, Tariq Rahman, Ph.D, chefe de engenharia e pesquisa pediátrica, e Whitney Sample, projetista de pesquisas, ambos do Hospital Infantil Nemours/Alfred I. duPont em Wilmington, no Delaware. Rahman e Sample trabalharam por anos para tornar o dispositivo progressivamente menor, atendendo a pacientes cada vez mais jovens. Acoplado a uma cadeira de rodas, o WREX servia para crianças a partir de seis anos de idade. Porém, Emma tinha apenas dois, pequena para sua idade, e livre para caminhar.

Uma versão personalizada impressa em 3D do exoesqueleto robótico de Wilmington (WREX) permite à pequena Emma usar os braços, apesar da artrogripose.

No consultório cheio de ferramentas e brinquedos de Sample, a equipe prendeu os bracinhos de Emma em um pequeno, mas desajeitado WREX experimental preso a um suporte estacionário. "Ela simplesmente começou a mexer com as mãos e brincar", conta Sample. Megan trouxe doces e brinquedos para Emma e viu-a levar os braços à boca pela primeira vez.

Pequenas recompensas

"
Fazer parte desse pequeno momento especial para outra pessoa é de tocar o coração."

Whitney Sample,
engenheiro de design de pesquisas

Para que Emma usasse o WREX fora do consultório, Rahman e Sample precisaram reduzir seu tamanho e peso. As peças precisariam ser muito pequenas e detalhadas para que o sistema CNC do consultório pudesse fabricá-las. Porém, murmurando perto da mesa de Sample, havia uma impressora 3D da Stratasys, capaz de criar objetos complexos automaticamente a partir de designs feitos no computador, como uma impressora a jato, mas em três dimensões. Sample usava essa impressora com frequência para desenvolver ideias com modelos físicos e, assim, imprimiu em 3D um protótipo do WREX em plástico ABS. A diferença de peso permitiu a sample acoplar o WREX do tamanho de Emma a um pequeno colete de plástico.

O WREX impresso em 3D mostrou-se durável o suficiente para o uso diário. Emma o veste em casa, na pré-escola e durante a terapia ocupacional. E a flexibilidade de design da impressão 3D permitiu a Sample aprimorar continuamente o dispositivo de assistência, desenvolvendo ideias em CAD e produzindo-as no mesmo dia.

Hoje, quinze crianças já utilizam dispositivos WREX personalizados impressos em 3D. Para esses pequenos pacientes, explica Rahman, os benefícios podem estender-se além do óbvio. A falta prolongada de uso dos braços pode, algumas vezes, condicionar a criança a um desenvolvimento limitado, afetando o crescimento cognitivo e emocional. Os médicos e terapeutas estão observando Emma de perto para analisar os benefícios do uso mais precoce dos braços.

Em seu consultório no laboratório de pesquisas em engenharia pediátrica no Nemours, Whitney Sample desenvolveu e imprimiu em 3D dispositivos WREX personalizados para 15 de seus menores pacientes.

Faixas de resistência aliviam a força da gravidade nos braços, assim como as molas de uma luminária de braço móvel a mantêm suspensa no ar.

Emma rapidamente começou a adorar as capacidades que o WREX lhe revelou. "Quando ela começou a se expressar, subíamos as escadas (até o consultório de Sample) e dizíamos: 'Emma, sabia que nós vamos vestir o WREX?' Ela os chamava de braços mágicos", afirma Lavelle.

A aprovação da menininha é uma recompensa justa para sua mãe determinada e para os pesquisadores dedicados. Sample afirma: "Fazer parte daquele pequeno momento especial para alguém é de tocar o coração."

Saiba mais sobre o Hospital Infantil Nemours/Alfred I. duPont, onde o WREX foi desenvolvido, em Nemours.org.