Design de origami para a área médica: metodologias projetuais de dobraduras para instrumentos clínicos e cirúrgicos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Teixeira, Samanta Aline [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Design; Origami; Produtos médicos; Prototipagem rápida; Impressão tridimensional; Origami design; Medical instruments; Vaginal speculum; Morcellation bag; 3D printing
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/244024

O origami é uma técnica artística ancestral que transforma o papel em diferentes formatos simples ou complexos por meio de dobras. Hoje essa forma de arte evoluiu em grande escala e está sendo incorporada em diversas tecnologias de produtos, na arquitetura, moda, engenharia espacial e na ciência de materiais. Na área médica o origami está ganhando especial atenção dos pesquisadores, pois seus métodos de design têm alcançado as mais inúmeras soluções inovadoras em formas e estruturas com multifuncionalidades. Considerando que designers partem do pressuposto de buscar soluções para problemas do cotidiano, e tendo como pano de fundo incontáveis possibilidades de ações afirmativas em uma área tão cara à sociedade como a da saúde, a presente pesquisa aborda sobre o design de origami aplicado em produtos médicos e como é possível projetar melhorias de instrumentos clínicos e cirúrgicos utilizando métodos baseados nas dobraduras de papel. Questionários e entrevistas foram realizados para profissionais da medicina e pacientes elencarem produtos que apresentam problemas de uso. Dois instrumentos mais mencionados foram escolhidos como objetos de foco investigativo: o espéculo vaginal e a bolsa de morcelamento laparoscópica, cujas especificações foram levantadas com visitas técnicas em fabricantes responsáveis. As hipóteses da pesquisa são de que as melhorias dos instrumentos nos aspectos de formas, fabricação e sustentabilidade são alcançadas por meio do design de origami. A pesquisa tem por objetivo principal gerar conhecimento em design de origami aplicado à medicina, e por objetivos específicos elaborar metodologias projetuais e novos designs adaptados de origamis para instrumentos médicos, juntamente com avaliação e discussão dos resultados. O material e métodos abrangem a engenharia reversa da orimimética, estudos de forma e função em papel, construção e adaptação de padrões de vincos de origamis tesselações, testes de força por dinamômetro, desenho de mecanismos compatíveis e prototipagem rápida com máquina de corte a laser e impressão 3D tipo FDM com filamento em PLA. Os resultados da pesquisa são da ordem de três constatações: o ensaio de força dos origami tesselações demonstrou ser um método eficaz de comparação e de escolha de designs mais eficientes para aplicação em produtos médicos, além da descoberta de comportamento de deformação não-linear dos origamis, uma vantagem de redução de impacto que pode ser aplicada em produtos como amortecedores; o novo design proposto para a bolsa de morcelamento apresentou um aproveitamento de 20% a mais da matéria-prima e uma diminuição espacial de 97,5% quando está dobrada, além da diminuição de custo de produção pela substituição do nitinol por um fecho de plástico denso; o novo design proposto para o espéculo vaginal apresentou melhorias econômicas fabris devido à substituição da injeção de plástico pela impressão 3D e a substituição das três peças integrantes por uma única peça, além da facilitação de escalabilidade para diferentes corpos e melhorias sustentáveis pelo uso do polímero PLA. Estudos futuros foram indicados para testagem de outras técnicas e alternativas em formas do espéculo vaginal, uso de tratamentos em materiais e de polímeros biocompatíveis e testagem ergonômica dos novos designs propostos com avaliação de conforto às pacientes e usabilidade aos profissionais de saúde.