Tecnologia Aditiva: inaugurando a era da personalização na indústria médica

A magia da indústria médica: chega a tecnologia de aditivos

À medida que a tecnologia médica evolui em direção a cuidados personalizados e precisos, a fabricação aditiva (impressão 3D) está remodelando os modelos de diagnóstico e tratamento da indústria médica com sua personalização flexível e capacidades de prototipagem rápida.

Modelos Médicos: Uma “Perspectiva” sobre a Doença

Uma aplicação importante da tecnologia aditiva é a criação de modelos médicos. Eles agem como uma "perspectiva" para os médicos, fornecendo uma visão tri-dimensional das complexas estruturas internas do corpo. Na ortopedia, os médicos usam a impressão 3D para transformar imagens médicas digitais obtidas em tomografias computadorizadas ou ressonâncias magnéticas em modelos ósseos físicos precisos.

O Hospital Afiliado da Universidade de Chongqing certa vez usou impressão 3D para tratar um paciente com-paraplegia de alto nível que sofreu múltiplas fraturas por todo o corpo após uma queda de altura. Devido à condição complexa do paciente, uma fratura pélvica C3 pré-existente exigiu uma cirurgia reconstrutiva pélvica complexa para melhorar sua qualidade de vida. Diante desse procedimento de alto-risco, os médicos usaram a impressão 3D para replicar com precisão a estrutura pélvica do paciente e criar um modelo físico-em escala real. Com esse sistema de navegação 3D, a equipe médica conseguiu realizar um ensaio pré-operatório completo: pôde simular no modelo o processo de redução da fratura, personalizar a placa de fixação interna com base na morfologia da fratura e planejar com precisão o trajeto de inserção do parafuso. Em última análise, graças aos avanços na tecnologia de modelos de impressão 3D, eles concluíram com sucesso esta cirurgia desafiadora.

Tecnologia de impressão 3D médica

Esse modelo 3D também desempenha um papel único na comunicação entre médico e paciente. Tradicionalmente, as imagens obscuras e bidimensionais apresentadas em diagnósticos foram transformadas em exibições tangíveis e tridimensionais por meio de modelos impressos em 3D. Os pacientes e seus familiares podem observar diretamente a lesão, obtendo uma perspectiva única da anatomia humana. Esta apresentação visual não só aprofunda a compreensão dos pacientes sobre a sua condição, mas também constrói uma ponte para uma comunicação eficiente entre médicos e pacientes, permitindo uma compreensão mais profunda e cooperação com planos de tratamento.

Modelo de coração médico Xinmai

Para lidar com os altos riscos associados à cirurgia cardíaca, a UnionTech usa a tecnologia SLA (Solid Light Amplification) para imprimir modelos cardíacos de alta{0}}precisão para ajudar os médicos no planejamento do trajeto pré-operatório. Este modelo foi aplicado com sucesso em procedimentos complexos, como a substituição da válvula aórtica, reduzindo significativamente a incerteza intraoperatória.

Tecnologia Aditiva

Aparelhos e guias médicos: "Assistentes Invisíveis" em Cirurgia

Aparelhos e guias médicos também desempenham um papel indispensável em dispositivos médicos. Eles são como “assistentes invisíveis” na cirurgia, desempenhando silenciosamente um papel vital. Do diagnóstico ao tratamento, da assistência cirúrgica à recuperação do paciente, são indispensáveis.

Veja como exemplo o guia de cirurgia mandibular para reconstrução da fíbula do Departamento de Estomatologia do Nono Hospital Popular de Xangai. Os tumores mandibulares são comuns em cirurgia oral e maxilofacial. Após a ressecção do tumor, frequentemente ocorrem defeitos mandibulares, afetando seriamente a aparência e função facial do paciente. A cirurgia tradicional de reconstrução fibular é realizada após a remoção do retalho cutâneo, dificultando a reconstrução precisa do contorno mandibular. No entanto, com a tecnologia aditiva, os cirurgiões podem usar software especializado para projetar guias de corte de tumor mandibular, guias de conexão de fixação externa do coto mandibular, guias de osteotomia da fíbula e guias de modelagem e posicionamento da fíbula com base nos dados de tomografia computadorizada do paciente.

Durante a cirurgia, o cirurgião primeiro expôs o tumor mandibular e a superfície óssea necessária para o guia de osteotomia. O guia de osteotomia foi então inserido e a osteotomia realizada, ressecando completamente o tumor mandibular. O guia fixador externo do coto mandibular foi então utilizado para conectar os cotos mandibulares bilaterais após a ressecção do tumor, estabelecendo uma relação oclusal estável. Um retalho livre de músculo fibular foi então colhido utilizando técnicas cirúrgicas convencionais, com o pedículo intacto. O guia cortante fibular foi então inserido para osteotomia. Após o-ajuste fino, o guia modelador fibular foi colocado, seguido de seccionamento do pedículo e transferência para o defeito mandibular. Após o-ajuste fino, o retalho fibular foi fixado internamente ao coto mandibular.

Esta abordagem melhora significativamente a precisão cirúrgica. Um estudo comparando pacientes submetidos a guias cirúrgicas digitais com aqueles submetidos à cirurgia convencional mostrou que o tempo de moldagem da fíbula no grupo guia foi significativamente menor do que no grupo controle, e o tempo médio de isquemia do retalho fibular também foi significativamente menor. Comparando as reconstruções tomográficas das cirurgias reais realizadas pelo grupo de pesquisa com os modelos das cirurgias simuladas, o erro médio na posição da mandíbula foi de aproximadamente 1,5mm. A aparência facial e a função oclusal dos pacientes foram bem restauradas no pós-operatório.

Guia de agulhas nervosas do Hospital Renji

A UnionTech, em colaboração com a equipe do professor Lü Jianwei, desenvolveu um guia de agulha para cirurgia de modulação de agulha nervosa (SNM). Personalizado com base nos dados de tomografia computadorizada do paciente, este guia navega com precisão pelo trajeto da agulha durante a cirurgia, reduzindo o risco de danos aos nervos. Atualmente é amplamente utilizado em urologia.

Os guias cirúrgicos são reconhecidos como ferramentas essenciais para uma cirurgia precisa.

Implantes Médicos: “Peças Personalizadas” para o Corpo Humano

Os implantes médicos são como “peças” adaptadas ao corpo humano. Quando certos tecidos são danificados, eles podem desempenhar um papel importante na sua substituição. A tecnologia de fabricação aditiva também demonstrou vantagens únicas na fabricação de implantes médicos.

Os implantes de liga de titânio são um tipo comum de implante médico. Veja os implantes de quadril, por exemplo. O acetábulo é um componente crucial da articulação do quadril, localizado no centro da superfície lateral do osso do quadril. É uma estrutura côncava hemisférica profunda com diâmetro de aproximadamente 30-50mm. Usando tecnologia de fabricação aditiva, a máquina Muees 430 pode produzir o acetábulo inteiro a partir de liga de titânio. Este implante de quadril-impresso em 3D pode ser personalizado de acordo com as necessidades específicas do paciente. Um hospital na Polônia-imprimiu em 3D uma prótese de quadril para um paciente que teve complicações de uma prótese de aço anterior. Os médicos primeiro fizeram raios X e tomografias computadorizadas de alta resolução para criar um modelo 3D da pelve e da articulação do quadril, avaliando quaisquer defeitos e lesões no assoalho pélvico do paciente. Com a ajuda de uma equipe de engenheiros e cirurgiões ortopédicos, o implante foi adaptado com precisão às necessidades do paciente. Além disso, o componente acetábulo deste implante é revestido com um revestimento-de poros abertos de titânio, carbono e silicone, que se assemelha muito à estrutura óssea natural do paciente e é antibacteriano, garantindo o crescimento ósseo na estrutura do implante e ajudando o paciente a se recuperar rapidamente.

Além dos implantes de liga de titânio, os implantes-de PEEK de alta temperatura também têm aplicações importantes. Durante a cirurgia de reconstrução craniana, os médicos usam software CAD para projetar uma peça de crânio personalizada com base nos dados da tomografia computadorizada do paciente. Essas peças são então impressas em 3D usando tecnologia FDM (modelagem de deposição fundida) usando material PEEK de alto-desempenho. O PEEK oferece excelentes propriedades mecânicas, resistência a altas-temperaturas, resistência à corrosão e biocompatibilidade com o corpo humano, reduzindo o risco de rejeição e infecção quando usado na reconstrução do crânio. Através de pesquisa independente e inovação tecnológica, a Kangtuo Medical usa um processo avançado de deposição fundida a laser para derreter e depositar pó de PEEK camada por camada, alcançando com sucesso a industrialização da tecnologia PEEK de fabricação aditiva e fornecendo forte apoio para o desenvolvimento da indústria nacional de dispositivos médicos.

Ferramentas médicas: um novo motor de inovação médica

As ferramentas médicas, como itens utilizados direta ou indiretamente no corpo humano, desempenham um papel crítico nos procedimentos médicos. A tecnologia aditiva também revolucionou a fabricação de instrumentos médicos. Ferramentas de corte cirúrgico, stents vasculares e conectores médicos agora podem ser fabricados por meio de impressão 3D.

Veja a sonda de aspiração mamária, por exemplo. Este instrumento cirúrgico minimamente invasivo é utilizado para biópsia de lesões mamárias suspeitas e excisão minimamente invasiva de lesões mamárias benignas. Suas principais características são o gume triangular e a ponta da agulha. As sondas de aspiração mamária tradicionais podem ter limitações na fabricação. Porém, utilizando tecnologia de aditivos, utilizando máquina Muees 430 e liga de titânio, eles podem ser fabricados em apenas 0,35 horas. Esta sonda de aspiração de mama impressa-em 3D permite um design e fabricação mais precisos. O formato da borda cortante e da ponta da agulha pode ser otimizado com base em necessidades específicas, melhorando a eficiência da punção e excisão e minimizando danos ao tecido mamário da paciente. Além disso, a impressão 3D permite a personalização da sonda, permitindo a criação da sonda mais adequada para a estrutura e condição da mama de cada paciente.

Outro exemplo é a placa óssea ulnar e radial, que é usada para corrigir fraturas ulnares e restaurar a função óssea normal. As placas ósseas ulnares e radiais fabricadas com tecnologia de fabricação aditiva também oferecem vantagens exclusivas. Eles podem ser personalizados de acordo com o formato e tamanho específicos do local da fratura do paciente, ajustando-se melhor ao osso e proporcionando uma fixação mais estável. Utilizando uma máquina Muees 430, as placas ósseas ulnar e radial foram fabricadas em liga de titânio. As dimensões da amostra foram 60 x 31 x 7,7 mm e o tempo de impressão foi de 0,63 horas.. 3As placas ósseas ulnares e radiais impressas em D-também podem ser otimizadas estruturalmente para garantir resistência suficiente, reduzindo o peso e a carga sobre o paciente.

Odontologia Médica: Saúde Bucal “Personalizada”

No campo da odontologia, a tecnologia de fabricação aditiva está liderando uma onda de inovação em diagnóstico e tratamento personalizados. Os processos tradicionais de retirada de moldes de silicone-geralmente levam três dias para serem concluídos. Agora, por meio da inovação colaborativa da digitalização 3D intraoral e da tecnologia de fabricação aditiva, todo o processo-de fabricação do molde foi reduzido para apenas duas horas. Esse avanço tecnológico não apenas alcança um salto em eficiência, mas também, por meio da modelagem digital, evita o potencial de erros de deformação associados à tomada de impressão manual-, capturando totalmente as características estruturais orais com precisão de nível-mícron.

Aproveitando modelos digitais precisos, os médicos podem utilizar uma plataforma de design inteligente para ajustar de forma abrangente a estrutura oclusal, as proporções morfológicas e os detalhes estéticos da restauração. Por exemplo, a impressão 3D pode adaptar perfeitamente bases de próteses totais à fisiologia oral única do paciente, conseguindo uma transição perfeita entre a restauração e os tecidos moles. Particularmente engenhosa, a impressão 3D pode replicar as transições de brilho e os detalhes de textura do esmalte natural do dente na superfície da restauração, criando uma solução de restauração oral que combina funcionalidade com estética biomimética.

Os avanços tecnológicos na ortodontia invisível também são marcos. Em comparação com a carga visual e a sensação de corpo estranho associadas aos braquetes metálicos tradicionais, os alinhadores transparentes produzidos com tecnologia de impressão 3D inauguram uma nova era de ortodontia contínua. Cada alinhador é moldado individualmente com base em um modelo 3D dos dentes do paciente, mantendo quase-invisibilidade e permitindo o movimento dentário gradual por meio de cálculos mecânicos precisos. Esta solução de tratamento inovadora não só melhora o conforto, mas também aumenta significativamente a confiança dos pacientes e a adesão contínua ao tratamento.