Uma breve história da impressão 3D na medicina

A impressão 3D foi iniciada por Charles W. “Chuck” Hull, que teve a ideia de usar software de design assistido por computador para criar objetos tridimensionais. Hull construiu uma máquina que usava um laser UV para gravar camadas de acrílico em formas antes de empilhar as camadas para construir objetos. Ele patenteou o “aparelho para produção de objetos tridimensionais por estereolitografia” em 1984, marcando o nascimento da impressão 3D.

Nas três décadas seguintes, a impressão 3D encontrou aplicações em todos os setores, incluindo saúde. À medida que a impressão 3D se torna mais avançada e economicamente acessível, suas aplicações médicas continuam a se ampliar. A impressão 3D pode até ser creditada com alguns dos avanços recentes mais impressionantes da medicina, incluindo tecido vascular impresso em 3D, dispositivos protéticos e ossos, bem como uma série de dispositivos médicos, incluindo guias cirúrgicos, marca-passos e muito mais.

Como a impressão 3D ajudou a transformar a saúde

O setor de saúde foi um dos primeiros a adotar a tecnologia de impressão 3D. Já no final dos anos 1990 e início dos anos 2000, a impressão 3D estava sendo utilizada para produzir implantes dentários e próteses personalizadas, surpreendendo até Charles Hull, que admitiu nunca ter previsto o efeito da impressão 3D na medicina. Desde então, as aplicações médicas da tecnologia evoluíram consideravelmente, principalmente na última meia década.

Como a impressão 3D é ágil, permitindo iterações e alterações rápidas, é especialmente adequada para produtos como próteses e implantes dentários, que exigem alta personalização e produção de baixo volume. Por exemplo, a Coapt, uma empresa com sede em Chicago que produz sistemas de reconhecimento de padrões mioelétricos para próteses de membros superiores, usa tecnologia de manufatura aditiva para construir braços protéticos totalmente responsivos, personalizados para a biologia de cada paciente.

A impressão 3D oferece o potencial de transformar também outros campos da medicina, particularmente a ortopedia. Com a impressão 3D, os cirurgiões ortopédicos são capazes de criar estruturas que imitam perfeitamente a biologia de um paciente, o que pode um dia ajudar a eliminar o desconforto e a degradação associados aos implantes ósseos artificiais “tamanho único”. Embora os ossos impressos em 3D não estejam em uso clínico regular, o sucesso de vários implantes de manchetes demonstrou o progresso e a promessa da tecnologia.

Para onde vamos:biomateriais impressos em 3D

Embora biodispositivos impressos em 3D, como próteses e ossos, tenham sido testados, testados e colocados em prática, a próxima fronteira na impressão 3D médica, dispositivos miméticos orgânicos, permanece no horizonte. No início dos anos 2000, uma equipe de pesquisadores do Hospital Infantil de Boston construiu com sucesso bexigas de reposição de colágeno e polímero sintético à mão, usando um método de construção chamado “andaime”. Eles cobriram os andaimes com células dos pacientes do estudo, permitindo que eles se transformassem em órgãos funcionais. Sete anos após a implantação dos órgãos, todos os pacientes do estudo permaneceram com boa saúde.

Infelizmente, construir órgãos dessa maneira não é apenas incrivelmente caro, mas também extremamente demorado. Buscando um meio menos demorado e mais facilmente replicável de produzir órgãos sintéticos, um pesquisador chamado Dr. Anthony Atala fundou o Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) em 2004. Logo depois, os pesquisadores do WFIRM começaram a experimentar a impressão 3D sintética humana órgãos, eventualmente desenvolvendo máquinas capazes de imprimir consistentemente órgãos e tecidos para uso em ensaios clínicos.

No entanto, apesar do relativo sucesso dos ossos sintéticos, os órgãos impressos em 3D continuam longe de estar prontos para uso clínico. A lacuna entre os órgãos sintéticos experimentais e os clinicamente viáveis ​​pode estar no nível celular; é por isso que os pesquisadores estão tentando aplicar a impressão 3D em células vivas, replicando tecidos humanos. Em 2019, uma equipe de pesquisadores brasileiros bioimprimiu com sucesso “organoides” que executam todas as funções do fígado humano, incluindo construir proteínas, armazenar vitaminas e secretar bile.

Esses fígados em miniatura ainda não estão prontos para transplante, mas muitos especialistas acreditam que, assim que pudermos replicar com sucesso o tecido humano por meio da impressão 3D, o caminho para a criação de órgãos humanos totalmente funcionais será aberto – e a medicina será mudada para sempre.

O futuro da impressão 3D médica

É difícil exagerar o potencial que a impressão 3D tem para transformar a saúde. À medida que a tecnologia de manufatura aditiva se torna mais acessível e mais acessível, a inovação médica significativa parece mais viável do que nunca – e está cada vez mais claro que os serviços de impressão 3D desempenharão um papel importante na revolução da medicina na próxima década e além.

Preparada para fabricação sob demanda, a impressão 3D permite que pesquisadores médicos criem pequenos volumes de peças para aplicações de nicho – e girem rapidamente quando surgirem novas necessidades, como no caso da pandemia de COVID-19.

No entanto, aproveitar a tecnologia de impressão 3D – escolher os materiais certos, os processos mais eficazes e os melhores fluxos de trabalho – pode ser difícil. Ao fazer parceria com os especialistas da Fast Radius, você pode ficar tranquilo sabendo que trabalharemos com você durante todas as fases dos processos de design, prototipagem, produção e atendimento. Garantiremos que cada projeto seja otimizado para fabricação e que sua escolha de materiais e método de produção estejam alinhados com seus requisitos específicos. Pronto para começar? Contacte-nos hoje.