Descomplicando a Impressão 3d. O que é isso e o que há em Medicina e Saúde para ela.

Saudações a todos! Espero que estejam, dentro do possível para tempos de pandemia, bem e com saúde. Que o new normal que vai emergir ao fim dessa pandemia nos torne melhores como mundo.

Retomando nossos posts, hoje vamos falar de uma tecnologia com potencial imenso na medicina e que já é realidade em algumas aplicações; o assunto hoje é manufatura aditiva, mais frequentemente conhecida como impressão 3D.

Se queremos descomplicar, talvez o primeiro passo seja descomplicar o próprio nome desse processo. Manufatura aditiva vem do fato que, ao contrário da manufatura convencional a partir da qual “esculpe-se” um objeto tridimensional a partir de uma material qualquer subtraindo material do mesmo, na manufatura aditiva materializa-se este objeto adicionando camadas, a partir de um projeto / desenho digital.

Embora pareça algo muito novo, a primeira impressora 3d surgiu na década de 80, mas o seu elevado custo inicial restringiu muito seu uso. Somente mais recentemente com o desenvolvimento de impressoras de menor custo seu uso se popularizou e assim mais aplicações começaram a ser pensadas.

Para fins didáticos, vamos dividir a impressão 3d em dois grupos, a impressão 3d, por assim dizer, convencional e os ramos de bioimpressão 3d e de impressão de medicamentos. Neste post vamos abordar a convencional e provavelmente no próximo as outras duas.

Como funciona a impressão 3d?

A impressão 3d é a materialização tridimensional de um projeto / desenho, sendo o primeiro passo a criação deste projeto em softwares específicos (3d CAD). Caso se prefira, há repositórios online de modelos já prontos, nesse caso podemos apenas baixar o arquivo e envia-lo à impressora.

Quais são as vantagens da impressão 3d?

A manufatura aditiva permite uma prototipagem bastante rápida do que se quer fazer, inclusive de objetos com geometria complexa, de modo totalmente customizável. Além disso permite produzir objetos bastante específicos em pequenas quantidades, o que seria um problema por métodos tradicionais. Prototipagem pode parecer uma palavra um pouco estranha a quem é da saúde, se quiserem ler mais sobre o assunto achei esse link interessante.

Quais são (brevemente) as tecnologias mais comuns de impressão 3d?

Aprofundar em detalhes técnicos não é o que buscamos, então vamos apenas passar rapidamente por quatro técnicas mais conhecidas de impressão 3d. Sugiro fortemente que vejam os vídeos pois isso ajudará bastante a entender melhor a impressão 3d.

A SLA (estereolitografia) foi a tecnologia pioneira e ainda é a mais usada no mundo. Consiste em solidificar  / curar fotopolímeros e resinas líquidas com laser ultravioleta, que em seguida são lavados em banho químico. Parece um pouco complicado mas o vídeo abaixo de 1m52s é bem ilustrativo de como funciona a SLA.

A tecnologia Polyjet (impressão a jato de tinta) trabalha com resinas e um tipo de gel para suporte / sustentação. Após depositar gotas dessas resinas elas são solidificadas com ultravioleta e ao término da impressão o material de suporte é retirado. O vídeo abaixo mostra muito bem o processo. Reparem que até engrenagens para as rodas foram impressas!

A FDM (fused deposition modeling) é outra tecnologia bastante usada e consiste em usar filamentos de polímeros plásticos aquecidos a cerca de 200 graus que são então depositados em camadas. Em paralelo, outros fios amolecidos formam o suporte / sustentação para a o modelo. No vídeo abaixo de 2m0s é interessante observar a estrutura de suporte, nesse caso hidrossolúvel, ser retirada do modelo ao fim do processo.

Na SLS (Selective Laser Sintering) utilizam-se plásticos, vidros, cerâmicas ou metais em granulados que são fundidos a laser e posteriormente o material de suporte é retirado. O vídeo abaixo de 1m17m ilustra bem o processo.

Há várias outras técnicas como a manufatura de objetos em lâminas (LOM) e a moderna  fusão por feixe de elétrons (EBM - Electron beam Melting), mas o detalhamento de técnicas foge do escopo desse post.

O que a impressão 3d pode fazer pela saúde / medicina?

Essa obviamente é a principal parte desse post, que é focado, como sempre, em saúde. O potencial da impressão 3d em Healthcare é gigantesco e em algumas áreas suas aplicações já são realidade. Como falamos no princípio do post, bioimpressão e impressão de medicamentos serão abordadas provavelmente no nosso próximo post.

Seguem alguns exemplos de uso da impressão 3d em Healthcare:

Pegando o gancho desse momento, em tempos de pandemia, aplicações interessantes como EPIs para profissionais de saúde estão sendo desenvolvidas, como a impressão de face shields para proteger esses profissionais e swabs para coleta de PCR de suspeitos de covid19, como pode ser visto neste link.



Máscara N95 feita com tecnologia FDM.

Crédito: https://3dprintingcenter.net/2020/03/12/things-worth-3d-printing-in-the-face-of-the-covid-19-pandemic/

Talas e materiais de imobilização de baixo custo on demand: a possibilidade de imprimir a baixo custo e de modo customizável esses materiais é uma aplicação bastante interessante, vejam o caso de um estudante do ensino médio americano que criou um modelo de tala para imobilizar dedos de baixíssimo custo, que pode ser impressa em uma impressora 3d de baixo custo.



Imobilização feita com SLA.

Crédito: https://www.indiamart.com/proddetail/medical-models-equipment-by-3d-printing-22220952688.html

Biomodelos: a impressão de biomodelos de tumores ou fraturas a partir de imagens de tomografia e/ou ressonância magnética pode ajudar médicos a melhor entender a complexidade do caso, aumentando a eficiência e melhorando o planejamento cirúrgico, com melhores desfechos para pacientes.  Há um caso até de impressão de biomodelo de coração de um recém nascido com malformação para auxiliar no planejamento cirúrgico.




Biomodelo de fígado feito com tecnologia Polyjet

Crédito: https://www.stratasys.com/br/cp

Implantes: a possibilidade de imprimir sob medida partes de um crânio que necessitam reconstrução já é uma realidade, como pode ser visto neste vídeo.



Implante craniano feito sob medida para um paciente.

Crédito: https://www.thehansindia.com/posts/index/Health/2017-07-22/3D-printing-technology-enables-precision-skull-implant-on-patient-with-traumatic-brain-injury/313895

Impressão de próteses de baixo custo, com especial valor em regiões mais pobres, também é uma aplicação bastante interessante da manufatura aditiva.



Prótese de baixo custo feita com impressão 3d.

Crédito: https://www.sylff.org/news_voices/27410/

Estes foram apenas alguns exemplos de usos da impressão 3d em Healthcare, lembrando que aplicações fascinantes como a bioimpressão de órgãos e tecidos humanos e a impressão de medicamentos merecem um post específico e serão abordados futuramente.

Finalizando, creio que conseguimos descomplicar um pouco esse tema que pode parecer um pouco nebuloso, especialmente para profissionais de saúde que não lidam com o assunto no seu dia a dia. Fiquem a vontade para comentar e compartilhar com seus amigos e conexões, até o próximo!

Medicina de Precisão - O mínimo que você precisa conhecer sobre o assunto

Saudações a todos! Após atrasar um pouco nosso novo post, muito em virtude de tudo que está acontecendo no mundo hoje, vamos abordar um tema que tem sido bastante ouvido ultimamente e que algumas instituições já incluíram na sua prática clínica. Hoje vamos falar sobre Medicina de Precisão, em uma abordagem leve e introdutória ao tema.

Crédito: http://www.pharmatimes.com/magazine/2018/november_2018/precision_medicine_overcoming_cost_challenges

Como novidade, a postagem de hoje está sendo feita a quatro mãos. Convidei meu amigo e colega de MBA, Dr. Marcelo Balancin, brilhante patologista, que já vivencia a medicina de precisão no seu dia a dia, para escrever comigo esse tema.

Então… o que é, afinal, medicina de precisão? Este não é um conceito exatamente novo mas tem sido revisitado recentemente à luz de avanços importantes em medicina genômica, algoritmos de AI e data analysis e vem ganhando protagonismo com esses impulsos.

A medicina de precisão consiste em entregar o certo. O tratamento certo, na hora certa e para o paciente certo, após um diagnóstico certo. Consiste em somar informações múltiplas para auxiliar o time médico em um melhor processo de decisão clínica, focando em outcome e em value based medicine.

Crédito: https://www.foundationmedicine.com/blog/trials-and-outcomes-accelerating-precision-medicine-at-asco-2017

Sendo escrito por dois médicos de diagnóstico, não poderíamos deixar de lembrar neste post que não existe medicina de precisão sem um diagnóstico também de precisão. Um diagnóstico impreciso ou incorreto levará na maioria das vezes a uma medicina inadequada.

Assim, a medicina de precisão vem se opor ao conceito one size fits all, em que, por exemplo um único tipo de tratamento com a mesma dose se aplica para todos, a despeito de background genético, peso, idade, etc.

Isso não é, como alguns podem pensar, medicina cara e para abastados, é medicina adequada a um determinado contexto de um determinado paciente que pode até ser mais barata. 

Exemplificando, pensem em um indivíduo com um tipo X de câncer que convencionalmente é tratado linearmente com a terapia I, em falhando essa primeira abordagem com a terapia II e essa também falhando com a III. 

Se, com base em data analysis, dados genômicos e algoritmos de AI, podemos saber que esse paciente não responderá bem às terapias I e II, por que não entregar-lhe diretamente a terapia III? Isso vai permitir um tratamento correto e mais precoce, aumentando as chances de cura, sendo inclusive menos caro, pois não se perdeu recursos e tempo tentando terapias com baixa chance de sucesso para aquele determinado paciente.

crédito: https://www.lxrepair.com/

Revoluções na oncologia proporcionadas pela medicina de precisão tem sido observadas por médicos, pacientes e indústria. 

Alguns exemplos recentes destas revoluções são a imunoterapia para o tratamento de melanoma e a combinação entre imunoterapia e inibidores de tirosina quinase para o tratamento de câncer de pulmão. Estas doenças, frequentemente fatais, foram convertidas em enfermidades crônicas potencialmente controláveis aumentando significativamente sobrevida dos pacientes, através da combinação entre alvo genético mutacional dos tumores e estímulos ao próprio sistema imune dos  pacientes . 

Embora seja lugar comum associar medicina de precisão a tratamento de câncer, ela não se resume a isso.  Há vários fatores que podem levar à enfermidades rastreáveis, permitindo intervenção preventiva. Por exemplo, algumas adicções (como o abuso de substâncias ilícitas) podem ser facilitados por traços genéticos, assim como a predisposição ao desenvolvimento de diabetes do adulto. Imaginem moldar um tratamento personalizado a pacientes de risco baseados em suas próprias características. É o contrário da solução one size fits all - pronta atrás do balcão - baseada em estatística populacional de quantas pessoas em mil responderão ao tratamento, não considerando as características pessoais intrínsecas a cada um. Passamos a oferecer algo focado nas maiores chances  de um adequado outcome.

As possibilidades, somadas às já realidades, da medicina de precisão são tão expressivas que há um estudo da Deloitte que estima o mercado de medicina de precisão em quase 90 bilhões de dólares até 2023.

Para finalizar, lembramos que nosso objetivo neste post é fazer uma abordagem leve e bastante introdutória ao tema, para que os que ainda não o conhecem ganhem familiaridade com o assunto e possam, assim como nós, vislumbrar as possibilidades proporcionadas pela medicina de precisão. Futuramente abordaremos um pouco mais sobre o assunto e pensaremos juntos um pouco mais sobre a medicina de precisão, avançando também ao conceito de saúde de precisão.

Se gostaram do post por favor compartilhem com seus amigos e conexões e fiquem a vontade para comentar ou nos procurar. Até a próxima!