Um infusor autônomo para um expansor de pele subcutâneo
An autonomous infuser for a subcutaneous skin expander

INTRODUÇÃO

A expansão da pele é um processo fisiológico definido como a capacidade da pele humana de aumentar sua área superficial em resposta à tensão ou a uma dada deformação. Os expansores de pele são próteses de silicone de diferentes formas e tamanhos que são implantados sob a pele. Como a pele é capaz de fluência ou relaxação , a tensão resultante diminui após um período de tempo específico em função de uma deformação imposta. A fisiologia da expansão da pele não consiste somente do alongamento da pele, mas também inclui o processo de relaxamento envolvido para obter um retalho extra de pele com características específicas.

Desde o estudo realizado por Austad & Rose¹, vários autores como Schmidt et al.² tentaram melhorar o processo de expansão utilizando expansões auto-infláveis ou contínuas e controladas, conforme o estudo de Duffy & Shuter³. Vários autores também examinaram conceitos e complicações envolvidas no processo cirúrgico, e numerosos estudos descrevendo resultados associados à expansão da pele de uma perspectiva médica têm sido publicados. No entanto, poucos estudos investigaram o processo de bioengenharia.

Uma pergunta que surge durante a expansão da pele tem relação com a pressão dentro do expansor, que é importante para determinar se a infiltração deve prosseguir. Atualmente, o médico faz isto de forma intuitiva.

Quando Pamplona & Mota⁴ monitoraram a pressão interna e o volume injetado durante várias expansões de pele, perceberam discrepâncias na expansão nas situações em que a prótese é localizada sobre tecidos gordurosos. Para monitorar a expansão da pele e verificar e identificar o comportamento da pele resultante de expansões cutâneas sucessivas, foi necessário medir a pressão dentro do expansor de pele antes, durante e após da injeção da solução salina para cada expansão^5-7.

OBJETIVO

Para estudar o processo de expansão da pele, um dispositivo portátil de infiltração de líquido foi desenvolvido, permitindo registrar a relação entre a pressão interna e o volume do líquido infiltrados durante a expansão da pele, bem como o monitoramento da pressão interna ao longo do tempo. Este sistema semiautomático tem como objetivo ajudar o cirurgião no procedimento de expansão da pele, assim como permitir que o processo seja realizado pelo paciente, seguindo as diretrizes do médico.

Assim, um paciente em locais remotos e com acesso limitado à eletricidade pode realizar o procedimento de forma semiautônoma, eliminando a necessidade de atendimento ambulatorial periódico. A aquisição dos dados da expansão possibilitará vários estudos subsequentes: o exame da diminuição da pressão de infusões em implantes subcutâneos ao longo do tempo, a geração de dados para identificar os parâmetros viscoelásticos da pele, a determinação dos limites de infiltração, a otimização de expansores e implantes e muito mais.

MÉTODOS

O dispositivo tem um design de fácil transporte e limpo, sendo protegido por uma maleta de transporte, que contém todos os acessórios necessários para o uso, conforme indicado na Figura 1. Sua operação apresenta uma interface fácil de usar e sensível ao toque para uso do paciente e do médico. Além disso, ao longo do processo de infiltração, o usuário pode controlar a pressão, o fluxo máximo e o volume, e pode interromper o procedimento a qualquer momento.

Figura 1 - Infusor autônomo: tela (a), bomba (b), solução salina (c) e cabo de eletricidade (d).

Figura 1 - Infusor autônomo: tela (a), bomba (b), solução salina (c) e cabo de eletricidade (d).

Apenas o médico pode ajustar as configurações e alterar a data e hora; estas são protegidas por senha. O médico insere configurações para cada expansor, em um máximo de 5, para o volume máximo e pressão de cada expansão da pele, assim como o volume total máximo a ser infiltrado. O processo para automaticamente quando a pressão atinge um valor crítico ou quando o volume total de líquido se infiltrando. A bomba peristáltica pode infiltrar e retirar líquido do expansor.

O paciente usa a tela exibida na Figura 2 para iniciar cada infusão, selecionando o expansor de pele a ser infiltrado, uma vez que esta operação pode ser realizada usando vários expansores. A tela mostra a pressão real dentro do expansor, e o paciente pode controlar o fluxo da infiltração, podendo interromper o processo a qualquer momento.

Figura 2 - Telas do paciente em que a infusão começa.

Figura 2 - Telas do paciente em que a infusão começa.

Os dados para cada expansão são registrados separadamente em arquivos “.csv” para relacionar a pressão e o volume com a data e a hora. A bomba é facilmente esterilizada através de uma cabeça de bomba resistente a autoclave, e a bomba peristáltica não entra em contato com o líquido.

RESULTADOS

Para simular o processo de expansão da pele, uma membrana elástica foi utilizada para fazer simulação na pele em um expansor de pele redondo de 200 ml, conforme indicado na Figura 3, que, por sua vez, é acoplado à plataforma em acrílico. Usando o dispositivo com quatro infiltrações contendo volumes de aproximadamente 50 ml em quatro dias consecutivos, a pressão interna vs. o volume interno no expansor de pele para cada expansão, conforme indicado na Figura 4.

Figura 3 - Banco de testes.

Figura 3 - Banco de testes.

Figura 4 - Volume interno vs. pressão interna sobre cada expansão.

Figura 4 - Volume interno vs. pressão interna sobre cada expansão.

A partir desta figura, observa-se na transição ao longo dos dias que a pressão interna no expansor diminui; acredita-se que isso ocorre devido às propriedades viscoelásticas da membrana, que se relaxa ao longo do tempo e é muito inferior àquela da pele. Observa-se também um comportamento diferente na segunda expansão, em que ocorre uma queda na pressão, seguida de uma curva que não segue a tendência anterior. Isto pode ser devido ao ajuste do expansor de pele sobre a base de acrílico.

DISCUSSÃO

Um design proprietário foi desenvolvido em um caso à prova de água para portabilidade, segurança e facilidade de manuseamento com a capacidade de determinar a pressão e o volume, exibindo-os na interface de tela de toque, e salvando-os em um cartão MicroSD removível, registrando a data e a hora para o até cinco expansores. Além disso, o dispositivo é alimentado por uma bateria de íons de lítio recarregável e usa um microcontrolador programável.

CONCLUSÕES

Para melhorar o processo de expansão da pele, um dispositivo portátil de infiltração de líquido foi desenvolvido, permitindo registrar a relação entre a pressão interna e o volume do líquido infiltrado durante a expansão da pele, assim como o monitoramento da pressão interna ao longo do tempo. Este sistema semiautomático pode auxiliar o cirurgião no procedimento de expansão da pele, permitindo que o processo seja realizado pelo paciente. Dessa forma, um paciente em um local remoto e com pouco acesso à eletricidade pode realizar o procedimento.

O dispositivo automatiza e otimiza a expansão, uma vez que o médico pode prescrever um limite para cada expansão tanto para a pressão máxima quanto o volume infiltrados. Todos os dados são registrados, o que fornece uma base de dados importante e precisa sobre o comportamento de pele para estudos de bioengenharia médica relacionados a gênero, raça, idade e local de expansão. O dispositivo permite uma nova forma de realizar a expansão da pele devido à sua portabilidade e ampla capacidade de armazenamento.