Não é novidade para ninguém que a tecnologia tem tido avanços impressionantes! Estamos falando de fabricar partes humanas com impressão 3D para gerar próteses e implantes! Em poucas décadas o desenvolvimento de novos recursos foi tão rápido que muitas vezes sequer conseguimos acompanhar tantas novidades no mercado.
Imagine que a setenta anos atrás, a televisão foi lançada no Brasil e era algo extraordinário conseguir ver e ouvir pessoas através de uma tela, logo vieram os telefones celulares, eletrodomésticos inteligentes e o nosso dia-a-dia passou ser facilitado.
Naquela época era imprevisível que o mundo se tornaria tão prático e que as tecnologias seriam grandes auxiliadoras para melhorar a qualidade de vida das pessoas. Este mesmo processo aconteceu nas indústrias, nas engenharias e na medicina.
Essas inovações, quando aplicadas na medicina, proporcionam muitas vantagens que podem sim salvar vidas porque colaboram com:
As novas ferramentas de trabalho dos médicos flutuam em um mundo vasto e com muitos recursos, um deles nós chamamos de Biomodelos, que são réplicas tridimensionais compatíveis com a anatomia humana.
Essas réplicas têm o objetivo de proporcionar uma análise mais apurada antes das intervenções cirúrgicas ou pode ser utilizado como recurso didático, facilitando o estudo e a formação dos profissionais da saúde.
O planejamento cirúrgico especialmente, é uma das principais vantagens ao aderir os Biomodelos, porque através deles é possível simular o procedimento com antecedência e assim reduzir o tempo de exposição do paciente à cirurgia e realizar o estudo antecipado sobre os recursos que serão necessários como a instrumentação por exemplo.
Aumentando assim, a probabilidade de ter sucesso na operação. Além disso, é possível criar próteses e implantes personalizados que satisfazem a necessidade individual de cada paciente com medidas precisas, utilizando materiais como o titânio, que geralmente é aceito pelo organismo humano.
Esse recurso pode também ser utilizado quando há necessidade de implantar parafusos de compressão óssea, pois é possível desenvolver um parafuso especial que não é fabricado em série, conforme a necessidade do paciente.
Uma aplicação muito comum são as próteses faciais, que através da modelagem perfeita, permitem o encaixe ideal e customizados para cada tipo de estrutura do crânio-maxilo-facial, corrigindo as deformidades e garantindo a posição ideal para encaixe dos parafusos de fixação.
A resposta vem das tomografias computadorizadas, ressonâncias magnéticas e ultrassonografias que permitem a captura e transformação de estruturas anatômicas em tridimensionais através da manufatura aditiva. Os dados dos exames oferecem precisão de medidas, contribuindo ativamente com os benefícios do emprego da tecnologia na medicina.
A maioria dos exames médicos por imagem são gerados em um formato conhecido como DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine), que é um conjunto de normas apropriado para armazenamento dos diagnósticos médicos por imagem em formato eletrônico padronizado. A grande vantagem desse formato de arquivo é a versatilidade, de modo que ele pode ser lido em diversos equipamentos de marcas distintas. O formato DICOM permite digitalizar os exames como as tomografias e proporciona um arquivo 3D através de três eixos. Posteriormente, os arquivos DICOM são processados por softwares que são capazes de transformar o arquivo em linguagem STL e depois em G-Code que é a linguagem interpretada por equipamentos de manufatura aditiva ou seja das impressoras 3D.
Manufatura aditiva é o que chamamos comumente de impressão 3D, ou seja, transformar modelos digitais em objetos físicos. O termo “aditivo” faz referência a adição de material para modelagem dos objetos que são projetos tridimensionais impressos em camadas. Ao contrário, por exemplo, da manufatura subtrativa que são as famosas usinagens onde o produto é criado através da remoção de material.
Entre os principais benefícios da utilização da Manufatura Aditiva, ou impressão 3D estão:
Para realizar a impressão 3D, precisamos de softwares e impressoras específicos para este segmento. O CAD (Computer Aided Design) é o software que permite o desenvolvimento de projetos tridimensionais pelo computador e é muito utilizado pela engenharia, arquitetura e design de diferentes tipos de produto.
O CAD é uma ferramenta imprescindível já que a projeção é a primeira parte do processo. Alguns modelos CAD são capazes de simular as condições de fabricação e permitem modificações no projeto e medidas.
No caso do desenvolvimento de Biomodelos, a modelagem é feita a partir dos dados fornecidos pelos exames no formato DICOM que mencionamos acima, proporcionando um desenho tridimensional.
Depois entra a linguagem STL que permite que o desenho seja definido em malhas detalhadas, posteriormente ele é cortado em camadas e convertido em um arquivo de formato G-Code e posteriormente enviado para impressão 3D.
Criada em 1987, a STL (Standard Triangle Language) também conhecida como a linguagem do triângulo ou do mosaico, é um formato de arquivo nativo do CAD. Ele permite gerar apenas a geometria da superfície de um objeto tridimensional, sem nenhuma representação de cor ou textura.
A geometria do objeto é transformada em uma malha de triângulos conectados, de modo que quanto mais complexo for o perfil, maior o número de triângulos na modelagem.
A codificação da modelagem utiliza um conceito que não sobrepõe as formas geométricas nem deixa lacunas, é como um piso de azulejos, um ao lado do outro armazenando também as informações de localização, tamanho e posicionamento de cada forma geométrica do objeto 3D.
A STL também armazena as informações em representações ASCII e binárias que são mais compactas. Para gerar um STL você precisa da modelagem 3D em CAD e depois exportar.
Antes de imprimir, o arquivo STL deve passar por um “fatiador” que cria as instruções para a impressora 3D, tal como o cálculo de material necessário e tempo de processamento. Os softwares responsáveis por isso transformam a linguagem STL em G-Code que são interpretados pelo sistema de impressão 3D.
É claro que o STL não é o único recurso disponível no mercado, mas ele é considerado o mais maduro para a utilização em impressões 3D ou tridimensionais.
O processo de conversão dos dados em formato DICOM, ou seja, os dados fornecidos através dos diagnósticos por imagem como as tomografias e ressonâncias magnéticas é bem simples: Você vai precisar do software InVesalius instalado ou algum similar do mercado. Utilizando os arquivos médicos DICOM, você irá:
Se você tiver os recursos necessários, a impressão 3D pode ser mais simples que parece. Além disso, a tecnologia está em constante atualização e evolução com o objetivo de facilitar ainda mais processos como este.
