A BIOMECÂNICA POR TRÁS DAS PRÓTESES DE OSCAR PISTORIUS
Vanessa Cristina de Souza Melo UNIP/UFSCar Motricidade e Esporte Introdução:
Quatro vezes medalhista de ouro nos Jogos Paralímpicos, o atleta sul-africano, Oscar Pistorius, fez história nas Olimpíadas de Londres 2012 ao se tornar o primeiro bi-amputado a competir em Jogos Olímpicos.
Apesar de ter terminado a semifinal dos 400m em último lugar com o tempo de 46s54, a participação de Oscar, que desde 2007 lutava na justiça desportiva para competir em provas de não deficientes, ainda é questionada, pois, seria essa disputa realizada com igualdade entre os competidores?
Regras da Associação Internacional de Federações de Atletismo (IAAF) proíbem o uso de que qualquer tecnologia que forneça ao usuário vantagem injusta perante aos demais atletas(GURGEL, PORTO, 2012).
Uma vez que o conhecimento sobre a influência das próteses na mecânica e na fisiologia da corrida de biamputados ainda é limitado (WEYAND et al, 2009), as próteses não poderiam ser caracterizadas como doping tecnológico?
Em 2011, após uma análise minuciosa do caso, o Comitê Técnico da IAAF permitiu a participação de Pistorius em corridas de não-amputados, contudo ainda há muita especulação na mídia sobre o “caso Oscar Pistorius”.
Objetivo:
Com base nesse episódio, este artigo propõe discutir algumas vantagens e desvantagens que um atleta protetizado apresentaria ao participar de competições, inicialmente, voltadas para não-amputados.
Metodologia:
Realizou-se levantamento bibliográfico utilizando as seguintes bases de dados: periódicos capes, scielo e google acadêmico. Com as seguintes palavras chaves: amputee, amputee run, Oscar Pistorius.
Foram selecionados dez artigos (nacionais e internacionais) publicados em revistas científicas conceituadas, tais como Gait & Posture, Motriz, Fisioterapia em Pesquisa, entre outras, do ano de 1996 até 2012.
Além disso, para uma melhor fundamentação foram utilizados livros da área de biomecânica que abordavam o tema com fidedignidade.
O formato e a rigidez das próteses:
Avanços tecnológicos têm como objetivo diminuir o consumo energético e aumentar a mobilidade de amputados (BONA, 2011), por isso as próteses são desenvolvidas de acordo com a necessidade imposta pela atividade em que serão utilizadas.
Atualmente, as próteses de fibra de carbono são amplamente utilizadas por atletas. De acordo com Nolan (2008) usando esse tipo de pé protético, um amputado transtibial unilateral correu 100m em 10.97s, somente um segundo acima do recorde dos não amputados (Usain Bolt 9,58s).
As próteses de fibra de carbono são leves, têm a forma de “J” e são projetadas para simular a ação da junção tornozelo/pé, permitindo leves movimentos de torção e rotação, flexibilidade e otimização da transferência de energia entre o solo e o corpo durante a marcha e a corrida (PORTO, GURGEL, 2012).
Os pés Flex-Foot, Carbon Copy II e Seattle são exemplos de próteses desenvolvidas para devolver ao indivíduo, durante a fase de impulso, a energia armazenada durante a fase de apoio (SANDERSON, MARTIN, 1996), já que se deformam elasticamente de acordo com a sobrecarga e tendem a retornar a posição inicial ao final do contato (BUCKLEY, 2000).
O efeito do alinhamento, da massa e da posição do centro de massa (CM):
A amputação pode limitar a capacidade de utilização da transdução pendular (BONA, PEYRÉ-TARTARUGA, 2011), contudo como as próteses de fibra de carbono têm uma massa em torno de 50% menor que um membro sadio e, por consequência, um centro de gravidade mais próximo da articulação do joelho, há uma redução do momento de inércia, o que representa vantagem mecânica (BRÜGGEMANN et al, 2008), pois facilita o balanço, reposicionado o membro mais rapidamente (WEYAND et al, 2009).
Logo, a rigidez e o formato das próteses pode otimizar a performance, ao manipular o CM e inércia. Contudo, não se sabe até que ponto essa estratégia resulta em aumento da velocidade (NOLAN, 2008).
De acordo com Bona e Peyré-Tartaruga (2011) o alinhamento protético também exerce influência sobre a capacidade de um indivíduo amputado se locomover. O incorreto alinhamento da prótese pode gerar uma tendência de flexão dos joelhos (quando deslocado posteriormente) ou de extensão (quando deslocado anteriormente).
Cinética e cinemática da corrida com próteses de fibra de carbono:
Os amputados transtibiais têm como desafio adotar estratégias de controle motor para compensar tanto a perda funcional de significativa parte da musculatura locomotora quanto para se adaptarem as propriedades estruturais do membro de suporte (SANDERSON, MARTIN, 1996).
Brüggemann et al (2008) conduziram um estudo, encomendado pela IAAF, avaliando e comparando a biomecânica da corrida de Pistorius com cinco corredores não amputados, cujas características antropométricas e o nível de performance eram similares.
Nesse estudo, Oscar Pistorius apresentou menor comprimento de passada.
Sanderson e Martin (1996) que estudaram dois grupos de voluntários, um com amputados transtibiais unilaterais e outro com indivíduos não-amputados, corroboram com o fato de que os amputados apresentam menor comprimento de passada e que, por isso, para aumentar a velocidade eles recorrem ao aumento, em torno de 5%, da frequência de passadas.
Weyand et al (2009) também compararam a corrida de Pistorius com a de corredores não amputados. Eles verificaram que Pistorius apresentou, a uma velocidade de 10m/s, tempo de contato com o solo 14,1% maior, fase aérea 34,3% menor e balanço 21% mais curto que os não-amputados.
Tanto o pé artificial quanto o humano absorvem energia na primeira metade da fase de apoio e geram energia durante a segunda metade (BUCKLEY, 2000). Contudo, vários autores (SANDERSON, MARTIN, 1996; WEYAND ET AL, 2009; MANN ET AL, 2008; BAGESTEIRO ET AL, 2010) afirmam que os impulsos horizontais e os picos de força são consideravelmente menores para os pés protéticos.
amputado leva certa desvantagem mecânica por não ter torque ativo na articulação dos tornozelos.
Por outro lado, não-amputados têm uma perda natural (em torno de 40%) de energia, durante a fase de apoio, pela articulação metatarsofalangeal, enquanto que com a utilização de próteses Cheetah (fibra de carbono) o indivíduo perde apenas de 8 a 19% de energia (PORTO, GURGEL, 2012).
Mesmo assim, somando as três articulações (tornozelo, joelho e quadril), durante a fase de apoio, amputados transtibiais geram apenas 70% da energia produzida por não-amputados (NOLAN, 2008).
Considerações finais:
Este trabalho não teve como objetivo julgar a aprovação da participação de atletas protetizados em corridas para não deficientes, mas pretendia fazer uma reflexão acerca das vantagens e desvantagens que corredores amputados teriam ao participar dessas corridas.
Esta revisão trouxe dados que vão ao encontro da síntese feita por Weyand et al (2009), ao dizer que a corrida de amputados protetizados é mecanicamente diferente dos não amputados.
Embora, os estudos tenham revelado que para membros protéticos há uma diminuição da força propulsiva, questiona-se, se com o advento da tecnologia as próteses não poderão vir a ser melhores que as pernas humanas.
No momento sabemos que nem Pistorius, nem outro atleta com deficiência, conseguiram vencer nos dias atuais os atletas olímpicos sem deficiência, mas em um futuro próximo o homem com deficiência poderá ser mais eficiente que os ditos normais em função de adventos biotecnológicos que proporcionem melhor performance adaptada em um universo esportivo sem adaptações (MATURANA, 2008, p. 3).
O que se pode afirmar é que Oscar Pistorius propiciou uma mudança de paradigma. Se antigamente as pessoas deficientes eram vistas como incapazes, atualmente são vistas como exemplos de superação.
BAGESTEIRO, L. B.; GOULD, D.; EWINS, D. J.. A Vertical Ground Reaction Force-Measuring treadmill for the analysis of Prosthetic Limbs. Revista Brasileira de Engenharia Biomédica, Campinas, v. 27, n. 1, p.3-11, mar. 2010.
BONA, R. L.. Efeitos da Velocidade nos Parâmetros Mecânicos e Energéticos da Locomoção de Amputados Transfemurais. 2011. 130 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Ciência do Movimento Humano, Departamento de Educação Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2011.
BONA, R. L.; PEYRÉ-TARTARUGA, L. A.. Comparação do Consumo Energético e de Aspectos Mecânicos da Caminhada de Amputados Transfemurais que Utilizam Prótese com Microprocessador ou Convencional: Uma Revisão. Pensar A Prática, Goiânia, v. 14, n. 1, p.1-14, jan/abr.2011.
BRÜGGEMAN, G.p. et al. Biomechanics of double transtibial amputee sprinting using dedicated sprinting prostheses. Sports Technol, United Kingdom, n. 4-5, p.220-227, 2008.
BUCKLEY, J. G.. Biomechanical Adaptations of Transtibial Amputee Spriting in Athletes Using Dedicated Prosthesis. Clinical Biomechanics, n. 15, p.352-358, 2000.
MATURANA, L. Atletas Fisicamente Modificados: A Busca de Resultados nos Jogos Olímpicos e Paraolímpicos. In: ENCONTRO DA ASSOCIACIÓN LATINOAMERICANA DE ESTUDIOS SOCIOCULTURALES DEL DEPORTE, 1., 2008, Curitiba. Esporte na América Latina: atualidade e perspectivas. Curitiba: 2008. p. 1 - 4.
NOLAN, L.. Carbon Fibre Prostheses and Running in Amputees: A Review. Journal Of Foot And Ankle Surgery, n. 14, p.125-129, 2008.
PORTO, F; GURGEL, J. Citius, Altius e Fortius: O Caso do Atleta Paraolímpico Óscar Pistorius que Disputou o Campeonato Mundial de Atletismo de 2011. Revista Brasileira de Fisiologia do Exercício, Rio de Janeiro, v. 11, n. 1, p.4-6, jan/mar 2012.
SANDERSON, D. J.; MARTIN, P. E.. Joint Kinects in Unilateral Below-Knee Amputee Patients During Running. Arch Phys Med Rehabil Journal, v.77, p.1279-1285, dec. 1996.
VIEL, E. A Marcha humana, a corrida e o salto: biomecânica, investigações, normas e disfunções. Barueri: São Paulo, 2001.
WEYAND, P. G. et al. The Fastest Runner on Artificial Legs: Different Limbs, Similar Function. J Appl Physiol, Colorado, v.106 , p.903-911, 2009.
