Neste artigo de 2007, publicado pela Revista da Academia Tiradentes de Odontologia, pelos autores Eduardo MEURER; Marília GERHARDT DE OLIVEIRA; Maria Inês MEURER; Jorge Vicente LOPES DA SILVA; Ailton SANTA BÁRBARA; Cláiton HEITZ; do Programa de Pós-Graduação - Mestrado e Doutorado em Cirurgia e Traumatologia Buco maxilo facial da Faculdade de Odontologia da PUCRS; do Laboratório de Tecnologias para Desenvolvimento de Produto – CENPRA; Mostra que a Prototipagem rápida é uma tecnologia relativamente nova capaz de reproduzir fisicamente em vários tipos de materiais, um modelo virtual, representado na forma de dados em um computador. O objetivo é obter um modelo físico com as mesmas características geométricas do virtual podendo este ser manipulado para vários fins. Uma das aplicações que tem despontado como altamente promissora é a reprodução de estruturas anatômicas, através da aquisição de imagens por equipamentos de imagens médicas, obtendo-se, assim, os chamados biomodelos para auxílio à cirurgia.
O tratamento das deformidades faciais é um desafio à equipe cirúrgica envolvendo, freqüentemente, cirurgias múltiplas, sendo algumas de alto custo. Entretanto, em alguns casos, os resultados obtidos não são satisfatórios e, assim, os órgãos ligados ao atendimento da saúde e os profissionais envolvidos têm se preocupado, continuamente, com o desenvolvimento de novas formas de diagnóstico e tratamento destas deformidades (PETZOLD et al., 1999).
Especialmente na face há uma diferença significativa entre a imagem tridimensional (3D) na tela e o momento da cirurgia. Assim, para um adequado entendimento da complexa anatomia cirúrgica desta região existe a necessidade de definição da terceira dimensão (D’URSO et al., 1998).
Na Engenharia, o rápido desenvolvimento tecnológico do último século trouxe modificações de suma importância às mais variadas áreas. Uma das revoluções está ligada ao design e à fabricação de modelos industriais (BURNS, 1992).
O CAD (computer-aided design) envolve a criação de peças virtuais em um computador auxiliando o profissional no processo de criação do produto sendo, uma ferramenta indispensável para a indústria tecnológica. A associação do CAD ao CAM (computer-aided manufacturing) proporcionou uma revolução nos procedimentos envolvidos na concepção e, no design de peças mecânicas, projetos arquitetônicos, entre outros.
Os biomodelos de RP são protótipos biomédicos obtidos a partir de imagens de tomografia computadorizada (TC), ressonância magnética e ultra-sonografia, podendo ser utilizados com objetivos didáticos, na fabricação de implantes protéticos personalizados, no diagnóstico precoce e, tratamento de deformidades faciais facilitando, também, a comunicação entre profissional e paciente (JAMES et al., 1998).
Os biomodelos permitem a mensuração de estruturas, a simulação de osteotomias e de técnicas de ressecção além de um completo planejamento dos mais diversos tipos de cirurgia da região bucomaxilofacial. Isto tende a reduzir o tempo do procedimento cirúrgico e, conseqüentemente, o período de anestesia, bem como o risco de infecção, havendo ainda melhora no resultado e a diminuição no custo global do tratamento (PECKITT, 1999 e SAILER et al., 1998).
O primeiro sistema de prototipagem desenvolvido foi a estereolitografia, devido ao pioneirismo desta técnica, o termo estereolitografia é até hoje amplamente utilizado como sinônimo de prototipagem rápida.
Na sinterização seletiva a laser, um feixe de laser de CO2 incide sobre uma fina camada de um pó termoplástico, depositado sobre a plataforma de construção por um rolo de deposição. Como na estereolitografia, o laser é guiado por espelhos controlados por um sistema computacional, desenhando, assim, as estruturas de acordo com as dimensões x e y, sinterizando (fundindo) seletivamente as partículas deste pó. Após a primeira camada ser sinterizada, o rolo espalha sobre esta uma nova camada de pó, com a mesma espessura da primeira, que será novamente plastificada. Este processo é repetido camada após camada até a finalização do modelo. O modelo é retirado da plataforma de construção e o pó adjacente não sinterizado é removido. Neste sistema, o pós-processamento consiste num jateamento de areia e polimento, dependendo da utilização do modelo. As vantagens desta técnica são a variedade de materiais termoplásticos que podem ser utilizados aliada a uma boa precisão e robustez do modelo que se tornam opacos após a sinterização. Estes podem ser esterilizados e a aplicação de laser de menor potência facilita o planejamento permitindo a utilização dos instrumentais utilizados na cirurgia. Contudo, apresentam superfície abrasiva e porosa o que pode dificultar seu uso no transoperatório (D’URSO et al., 1998 e PECKITT, 1999).
Neste processo de fabricação por camadas, o modelo é construído pela extrusão e pelo endurecimento de um filamento de material termoplástico aquecido. Um cabeçote de extrusão move-se no plano horizontal, depositando continuamente o material extrudado, formando, assim, as camadas da peça, sendo que vários materiais estão disponíveis para este sistema. Os modelos de FDM podem ser esterilizados e possuem uma boa precisão geométrica (GOMIDE, 2000 e PETZOLD et al., 1999).
O processo de fabricação dos biomodelos pode ser dividido em algumas etapas, sendo que todas devem estar integradas satisfatoriamente para a obtenção do produto final. Assim, para a adequada compreensão do processo e também para a comunicação dos profissionais envolvidos neste, é preciso que engenheiros entendam conceitos de diagnóstico por imagens e cirurgia e que os cirurgiões trafeguem sem dificuldades no mundo da informática e dos processos de fabricação.
Após a produção dos biomodelos, seu uso no diagnóstico e no planejamento cirúrgico merece especial atenção. Todo o processo de fabricação só é justificado se este biomodelo for útil no tratamento do paciente. Assim, a determinação das reais indicações, desconsiderando o modismo e o mercantilismo, é que determinarão o potencial desta nova tecnologia (PERRY et al. 1998, KERMER, 1999 e MAZZONETTO et al., 2002).
Em cirurgia ortognática observou-se a utilidade do biomodelo como guia anatômico real no momento da cirurgia, auxiliando na modelagem das miniplacas e facilitando a explicação do procedimento a pacientes e estudantes. Em nossa experiência pode-se observar que o biomodelo não contribuiu de forma significava para a melhora do procedimento cirúrgico. Esta observação encontra fundamentação na literatura onde é ressaltado que o uso dos biomodelos é de grande valia para procedimentos cirúrgicos onde não existam técnicas cirúrgicas já consagradas, ou ainda quando estas técnicas necessitam ser modificadas e/ou melhoradas (KRAGSKOV et al., 1996).
Na área do ensino, a biomodelagem permite reprodução de deformidades congênitas ou adquiridas, geralmente raras, que possam ser distribuídas em escolas para fins de aprendizagem. Este potencial para demonstração anatômica e patológica é grande, sendo que, provavelmente, num futuro próximo, os biomodelos sejam integrados em práticas educacionais rotineiras de largo alcance em várias disciplinas. Os biomodelos são ideais para ensinar e demonstrar cirurgias, sendo que estudantes, cirurgiões e radiologistas podem praticar um procedimento trabalhando no biomodelo e, assim, aprender técnicas sem riscos para o pacientes (SAILER et al.,1998)
Os biomodelos não demonstraram ser de grande necessidade no tratamento de deformidades faciais simples, onde técnicas cirúrgicas padronizadas obtêm bons resultados, o que poderia implicar em tão-somente um sobrecusto no tratamento. Contudo, nos casos em que procedimentos cirúrgicos complexos e personalizados são necessários, os biomodelos facilitam a cirurgia, melhoram os resultados, diminui os riscos, as complicações, o tempo cirúrgico, além dos custos globais do tratamento. Em casos onde exista uma anatomia contralateral normal, esta pode ser usada como base para a reconstrução do lado afetado.
Enfim, para que os pacientes portadores de deformidades faciais possam ser beneficiados com esta tecnologia, existe a necessidade de investimentos em pesquisas e na formação de recursos humanos. A determinação das precisas indicações desta tecnologia e a resolução das dificuldades e limitações encontradas poderá contribuir para a inserção dos biomodelos entre os procedimentos diagnóstico terapeúticos subsidiados pelo Sistema Único de Saúde.
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