Próteses de membro superior por impressão 3D: estudo dos fatores que Influenciam na funcionalidade e usabilidade em atividades de preensão manual
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Data
Autores
Orientador
Medola, Fausto Orsi 
Coorientador
Baleotti, Luciana Ramos
Pós-graduação
Design - FAAC
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
As próteses ortopédicas são dispositivos de tecnologia assistiva que substituem total ou parcialmente um membro, tendo como objetivo promover a funcionalidade, autonomia e inclusão social às pessoas que as utilizam. Entretanto, a maioria das próteses convencionais de membro superior são pesadas, difíceis de controlar, pouco funcionais e desconfortáveis, o que contribui para um alto índice de abandono destes dispositivos. Nos últimos anos, a impressão 3D vem sendo utilizada na área da tecnologia assistiva por permitir o desenvolvimento de produtos personalizados. Essa característica faz com que os produtos se ajustem melhor às necessidades e preferências de seus usuários, o que lhes garante maior aceitação e satisfação. Apesar do aumento de estudos relacionados ao uso da impressão 3D em próteses de membro superior, ainda há uma lacuna de informações relacionada à usabilidade e funcionalidade desses dispositivos. Este estudo teve como objetivo avaliar o desempenho funcional na preensão manual e a usabilidade de modelos de próteses mecânicas de membro superior produzidos por impressão 3D e disponibilizados em plataformas open source. No Estudo 1, foi desenvolvida uma plataforma de testes e aplicado o protocolo AHAP para avaliar, de forma padronizada, a preensão e a sustentação de objetos utilizados em AVDs. A prótese convencional de silicone apresentou o melhor desempenho entre os dispositivos avaliados, porém todas as próteses permaneceram abaixo da mão humana, com melhor desempenho em preensões de precisão e maior limitação em preensões de força. No Estudo 2, três participantes com amputação ou malformação transradial foram avaliados por meio do Teste da Caixa e Blocos, NASA-TLX e SUS durante o uso da Kinetic Arm. A usabilidade foi avaliada de forma positiva, porém observou-se desempenho inferior com a prótese em comparação ao membro residual e maior carga de trabalho percebida. Os resultados indicam que próteses mecânicas impressas em 3D, ainda apresentam desempenho funcional limitado na preensão quando comparadas à mão humana, destacando necessidade de aprimorar o projeto e a avaliação desses dispositivos.
Resumo (inglês)
Orthopedic prostheses are assistive technology devices that partially or completely replace a limb, aiming to promote functionality, autonomy, and social inclusion for their users. However, most conventional upper-limb prostheses are heavy, difficult to control, poorly functional, and uncomfortable, which contributes to a high abandonment rate of these devices. In recent years, 3D-printing has been increasingly applied in the field of assistive technology, as it enables the production of customized products that better meet the user’s needs and preferences, leading to improved user acceptance and satisfaction. Despite the growing number of studies related to the use of 3D-printing in upper-limb prostheses, there remains a gap in information concerning the usability and functionality of these devices. This project aimed to evaluate functional performance in manual grasping and the usability of upper-limb mechanical prosthetic models produced by 3D-printing and made available on open-source platforms. In Study 1, a testing platform was developed and the AHAP protocol was applied to standardize the assessment of grasping and holding of everyday objects. The conventional silicone prosthesis showed the best performance among the devices evaluated. However, all prostheses performed below the human hand, with better results in precision grasps and greater limitations in power grasps. In Study 2, three participants with transradial amputation or malformation were assessed using the Box and Block Test, NASA-TLX, and SUS while using the Kinetic Arm. Usability was rated positively. However, performance with the prosthesis was inferior compared to the residual limb, and a higher perceived workload was observed. The results indicate that 3D-printed mechanical prostheses still present limited functional performance in grasping when compared to the human hand, highlighting the need to improve both the design and the evaluation of these devices.
Descrição
Palavras-chave
Próteses, Membro superior, Tecnologia assistiva, Impressão 3D, Design de produto, Prostheses, Prosthetic device, Upper limb, Assistive technology, 3D printing, Product design
Idioma
Português
Citação
TOBARO, Erica Tiemi. Próteses de membro superior por impressão 3D: estudo dos fatores que Influenciam na funcionalidade e usabilidade em atividades de preensão manual. Orientador: Fausto Orsi Medola. 2025. 72 f. Dissertação (Mestrado em Design) – Faculdade de Arquitetura, Artes, Comunicação e Design, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Bauru, 2025.
