Revolucionando a medicina:o impacto da impressão 3D na saúde

A impressão 3D, mais conhecida tecnicamente como manufatura aditiva, não é tão nova quanto as pessoas pensam. Ele remonta à década de 1980, mas nos últimos anos tornou-se um método de fabricação popular para muitos clientes da Xometry, incluindo os setores aeroespacial, automotivo, arquitetura, educação, joalheria e arte. Na medicina e na saúde, tem sido usado de forma impressionante para fazer próteses, equipamentos médicos e até órgãos de reposição. Embora a Xometry não tenha impresso nenhum órgão sob demanda em 3D (ainda?), há muitas outras aplicações neste campo nas quais trabalhamos com nossos clientes médicos e de saúde.

Neste artigo, veremos tudo o que há para saber sobre a impressão 3D nos setores médico e de saúde.

O que é medicina e cuidados de saúde?

Primeiro, vamos abordar brevemente exatamente o que queremos dizer com medicina e saúde. Estes são termos abrangentes que se referem a todas as práticas e procedimentos envolvidos na prevenção, tratamento, alívio e cura de doenças, enfermidades, lesões e outras condições médicas, tanto físicas como mentais.

“Medicina” é usada para descrever aspectos com os quais os médicos e profissionais médicos precisam lidar, como prescrever medicamentos reais, tratar pacientes, realizar cirurgias e serviços psiquiátricos. “Saúde” é um termo mais amplo que abrange a medicina, bem como serviços de apoio, como farmacêuticos, terapeutas e até mesmo aqueles que projetam e fabricam equipamentos médicos.

Como a tecnologia de impressão 3D ajuda a medicina e a saúde?

A fabricação tradicional na área da saúde envolve muito trabalho manual para criar equipamentos médicos do zero. O processo pega a matéria-prima e remove seções por meio de retificação, entalhe e usinagem até a fabricação do produto final. A impressão 3D tornou o processo mais fácil, muito menos trabalhoso e, às vezes, mais rápido e barato. 

A impressão 3D não molda uma placa de material para fabricar os produtos, mas sim os constrói camada por camada usando filamentos, resinas ou pós fundidos. Os designs dos produtos são normalmente criados usando software de design auxiliado por computador (CAD), mas também é possível criar modelos a partir de varreduras 3D realizadas por máquinas de ressonância magnética digital (MRI). Na área da saúde, você pode encontrar fabricantes de impressão 3D em grande escala, como Xometry, e instalações de impressão no local de atendimento.

Uma breve história da impressão 3D na área da saúde

Embora ainda não tenham completado 150 anos, o primeiro sinal de que os humanos estavam no caminho certo quando se trata de impressão 3D foi na década de 1860, quando François Willème, um artista francês, inventou o método de “fotoescultura”. Isso envolvia tirar fotos (bem, naquela época seriam desenhos) de um objeto de muitos ângulos diferentes e depois usar essas imagens para fazer uma representação 3D. 

Cento e alguns anos depois, em 1985, um americano do Colorado chamado Chuck Hall inventou o primeiro processo de imagem sólida, também conhecido como estereolitografia. Este foi o primeiro passo para a criação de impressoras 3D. A indústria da saúde começou a usar a impressão 3D em 2000 e, um ano depois, as primeiras estruturas sintéticas para tecido da bexiga humana foram impressas em 3D. Em 2008, foi feita a primeira perna protética impressa em 3D.

Desde então, houve muitos avanços em relação à impressão 3D na medicina e na saúde. Os vasos sanguíneos foram bioimpressos em 3D (um processo que integra células vivas e biomateriais) em 2009, e o tecido hepático humano impresso em 3D foi lançado comercialmente em 2014. Os cientistas começaram a bioimprimir corações e bolsas pulmonares em 2019. Um ano depois, a empresa britânica de biotecnologia FABRX lançou uma máquina de fabricação de medicamentos personalizada chamada M3DIMAKERTM. O setor só avançou desde então, com a impressão 3D sendo comum na medicina e na saúde.

Quais são as coisas que a impressora 3D pode fazer pela medicina e pela saúde?

A impressão 3D foi massivamente adotada nas indústrias médica e de saúde, em grande parte devido ao fato de que tudo pode ser personalizado e específico para cada paciente. Isso inclui implantes espinhais e ortopédicos, membros protéticos, encaixes e peças, coroas dentárias, pontes e outros dispositivos ortodônticos, formulações de medicamentos e dispositivos de administração (ou seja, inaladores, adesivos e implantes), aparelhos auditivos e modelos anatômicos detalhados baseados em pacientes reais e suas necessidades pessoais.

Mas isso não é tudo! É comumente usado para ferramentas cirúrgicas especializadas e específicas do paciente, guias de procedimento e até mesmo reconstrução facial. Além disso, ajustes de design rápidos e precisos podem ser feitos usando o valioso feedback dos cirurgiões. Os implantes impressos em 3D são feitos por meio de diversos processos de impressão 3D em uma variedade de materiais – ambos abordaremos mais adiante. Por enquanto, vamos dar uma olhada mais aprofundada em alguns desses aplicativos. 

Implantes

Ser capaz de projetar e produzir implantes personalizados para pacientes com rapidez e precisão, incluindo implantes dentários, espinhais e de quadril, melhorou muito o mundo da medicina. Essas peças personalizadas têm a capacidade de reduzir o tempo de cirurgia, as complicações, a necessidade de alterar manualmente os implantes de tamanho padrão e o número de cirurgias invasivas de enxerto ósseo que os médicos precisam realizar. Todos esses fatores levam a uma recuperação mais rápida do paciente e a maiores chances de sucesso.

Próteses

A capacidade de personalizar próteses impressas em 3D é, sem dúvida, uma das maneiras mais impressionantes pelas quais o método está sendo usado na área da saúde e provou ser uma virada de jogo total para os amputados. Estas peças, que incluem braços e pernas, adaptam-se perfeitamente ao corpo do paciente para maior conforto e funcionalidade. As próteses tradicionais e seus componentes são notoriamente caros (entre US$ 1.500 e US$ 8.000) e precisam de ajustes manuais regulares extensos e bastante invasivos. Sem contar que demoram muito para serem encomendados e confeccionados.

Uma prótese impressa em 3D costuma ser mais econômica. Ele também tem um tempo de resposta rápido (em alguns casos, apenas um dia) e requer muito menos ajustes graças ao fato de ser totalmente personalizado. Esses fatores são particularmente úteis para crianças que superam rapidamente as próteses. A impressão 3D também ajuda a tornar o processo não muito agradável um pouco mais tolerável para crianças e adultos, à medida que eles escolhem as diferentes cores, designs e estilos de suas próteses.

Réplicas Anatômicas

Além de próteses, podem ser criadas réplicas anatômicas para uso em educação, treinamento e planejamento pré-cirúrgico. Essas impressões imitam muito de perto, se não com precisão, órgãos reais que são projetados a partir de dados de imagem reais do paciente para permitir que os profissionais ensaiam suas cirurgias antes do grande evento. Cirurgias complicadas podem ser simuladas, permitindo que médicos e estagiários melhorem suas habilidades e confiança para obter menos complicações e maiores chances de sucesso. Na Xometry oferecemos impressão colorida por meio da tecnologia de impressão 3D PolyJet, que nos permite criar réplicas realistas com texturas e cores realistas. Você pode aprender mais sobre essa tecnologia em nossa página de serviço PolyJet.

Impressão de órgãos e tecidos

A bioimpressão, não um serviço que a Xometry oferece, tem sido usada para criar estruturas semelhantes a tecido humano e foi o primeiro passo na fabricação de órgãos e tecidos impressos em 3D. Embora os órgãos impressos em 3D, como fígados e rins, ainda não sejam totalmente convencionais, muito progresso está sendo feito. Os pesquisadores estão constantemente trabalhando em novas tecnologias e abordagens para lançá-las o mais rápido possível. Estes órgãos fabricados por máquinas têm o potencial de salvar milhões de vidas, uma vez que as pessoas doentes não precisarão de ser colocadas em longas listas de espera ou apenas esperar pelo melhor.

Outros aplicativos

Para maior precisão e personalização, dispositivos médicos e ferramentas especificamente adaptados a cada paciente podem ser (e estão sendo) impressos em 3D na área da saúde. O método também está sendo usado para doses e fórmulas de medicamentos personalizadas. Isso reduz a chance de efeitos colaterais desagradáveis. Por exemplo, a Food and Drug Administration (FDA) dos EUA aprovou o Spritam, um medicamento para epilepsia, produzido por impressão 3D. O processo melhorou este medicamento e tornou-o mais fácil de dissolver do que outros comprimidos.