Design de grampo de sutura : biônica aplicada no estudo do mecanismo da mandíbula da formiga Atta Laevigata

Abstract

O design de produto, acompanhando o desenvolvimento tecnológico e entendendo as necessidades da sociedade, tem a contribuir com os diferentes segmentos. Nesse caso, com área médica, enfatizando a problemática das atuais técnicas de sutura por fio, grampo e adesivo, que continuam sendo um desafio técnico para o cirurgião. Essa pesquisa analisa a mandíbula da formiga saúva soldado Atta laevigata (F. Smith, 1858), a fim de gerar um sistema inovador de sutura, tornando a sutura mais ágil e eficiente com o menor custo possível. A proposta de metodologia para o desenvolvimento do grampo cirúrgico foi baseado na biônica, no qual se investigou o sistema natural, quanto a sua forma, mecânica e medidas, utilizando ferramentas como a digitalização tridimensional, estéreo microscópio, microscopia eletrônica de varredura, microCT e corte a laser, apontando a viabilidade desse sistema natural na sutura. A partir da digitalização tridimensional foi possível identificar as medidas das cabeças e mandíbulas das formigas. As microscopias e microCT permitiram a análise morfológica das amostras, além da compreensão quanto ao mecanismo de funcionamento do sistema natural quando utilizado na sutura. Com base na investigação e entendimento sobre o sistema natural, Atta laevigata, foi possível desenvolver o conceito do grampo de sutura, fabricar o modelo físico, de aço inoxidável AISI 316L e aço inoxidável AISI 420, e testá-los. Ambos os aços inoxidáveis foram tratados termicamente, entretanto, somente o grampo de aço inoxidável AISI 420 atendeu aos requisitos necessários. Ou seja, apresentou resistência mecânica e ductilidade adequadas para manipulação e aproximação das bordas do ferimento quando testado em peles de porco e frango.

The product Design, following the technological development and understanding the needs of society, has much to contribute to the different segments. In this case, the medical area, focusing the current problems of suture by thread, clips and adhesives, that continue being technical challenge for the surgeon. This Research analyze the mandible of the sauva soldier ant, Atta laevigate (F. Smith, 1858), in order to develop a innovator suture system, turning the suture more agile and efficient with the lowest cost possible. The methodological proposal for the development of the cirurgical clip was based in bionic, in which investigated the natural system, regarding shape, mechanics and measures, utilizing tools such as tridimensional digitalization, stereo microscope, scanning electron microscopy, microtomography and laser cutting, pointing out the viability of this natural system in the suture. Through the tridimensional digitalization it was possible to identify the measures of the heads and mandible of the ants. The microscopy and micro tomography allowed the morphological analyses of the samples, furthermore understanding of the operating mechanism of natural system when utilized in the suture. According to the investigation and understanding about the natural system, Atta laevigata, it was possible to develop the concept of the suture clip, produce the physical model, with stainless steel AISI 316L and stainless steel AISI 420 in scale, and test it. Both the stainless steels were thermally treated, however, only the clips made of stainless steel AISI 420 met the necessary requirements. That is, presented mechanical resistance and ductility suited for the manipulation and approximation of the edges of the wound when tested in pig and chicken skin.