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!
O somatório de tecnologias que, já há algum tempo, vêm surgindo, não destinadas específicamente à área da medicina, mas que, por suas características, logo encontram enorme utilidade na prática médica, deixam a impressão de uma ficção,um sonho, que, de repente, vemos na realidade do dia a dia médico. Ou não seria ficção, anos atrás, o profissional da área ter em mãos um coração produzido em impressão 3D para, estudando-o previamente, melhor capacitar-se para intervir em busca da correção necessária. Igual sensação, a do oncologista que tem, antecipadamente,um modelo em 3D de um tumor para examinar e decidir a melhor técnica a empregar, se ainda possível, para extirpar o mal. Tudo isso me faz lembrar a situação do médico da cidadezinha distante, décadas passadas, tendo à frente da mesa do consultório o paciente e sobre ela um estetoscópio, um termômetro e, no cérebro, a bagagem de ciência médica recolhida na Faculdade. Benditas tecnologias que hoje ajudam a empurrar o horizonte da vida para bem mais distante.
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