Neste artigo publicado pelo Núcleo de Prototipagem e Ferramental da UTFPR, Pelo autor Dr.José Aguiomar Foggiatto do NUFER – DAMEC / CITEC - Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR - Paraná. O estudo tem o objetivo apresentar algumas aplicações da Prototipagem Rápida na área Médico-Odontológica e divulgar este serviço disponível na UTFPR entre os profissionais da Saúde.
A Prototipagem Rápida vem se consolidando no meio industrial como uma tecnologia imprescindível para agilizar o desenvolvimento de novos produtos. Sua utilização permite a detecção de erros nas fases iniciais do projeto evitando retrabalhos. Com isso é possível antecipar o lançamento do novo produto e ganhar em competitividade.
Infelizmente, no Brasil, essa tecnologia ainda é pouco utilizada em outras áreas, como a Médico -Odontológica. Isso acontece principalmente devido ao número limitado de empresas prestadoras de serviços de prototipagem, ao custo da tecnologia e muitas vezes devido o desconhecimento por parte dos profissionais da área. Num recente levantamento, foi verificado que apenas um Hospital possuía uma máquina de Prototipagem Rápida em todo o território nacional, a Rede Sarah de Hospitais de Reabilitação em Brasília. Este fato evidencia a limitada utilização da Prototipagem Rápida na área de saúde. Como resultado, grande parte da população fica sujeita a intervenções cirúrgicas com maiores riscos de erros médicos, devido a falta de informações mais precisas sobre a anatomia da região afetada.
A Prototipagem Rápida é um processo aditivo construtivo utilizado para obtenção de protótipos diretamente de um modelo tridimensional. As geometrias podem ser obtidas utilizando um programa de modelagem sólida (CAD) ou pela conversão de arquivos obtidos de scanners 3D ou de tomógrafos. Esta tecnologia surgiu no final dos anos 80 e desde então tem sido utilizada por diversas áreas de conhecimento. Dentre os inúmeros processos desenvolvidos apenas alguns se consolidaram no mercado, como a Estereolitografia, Modelagem por Fusão e Deposição e Sinterização Seletiva a Laser.
Outros equipamentos também tem merecido destaque nos últimos anos, entre eles as impressoras 3D da Z-corp, que usam uma tecnologia de impressão desenvolvida no MIT, que permitem a construção de protótipos a partir de um pó, que é aglomerado por uma resina através de um cabeçote igual a de uma impressora a jato de tinta. Suas principais vantagens são o custo, a rapidez de construção e a possibilidade de gerar protótipos coloridos.
No desenvolvimento de novos produtos, a Prototipagem Rápida tem demonstrado ser uma importante ferramenta, pois permite a verificação da funcionalidade de componentes em montagens, avaliação de forma e função, avaliação da manufaturabilidade, disponibilização de pré-séries, redução no tempo de projeto, entre outras. Na área Médico-Odontológica esta tecnologia está sendo progressivamente introduzida como uma importante etapa, pois o uso de protótipos, que reproduzem com boa precisão a anatomia da região de interesse, permite melhorar bastante a visualização facilitando o planejamento cirúrgico, diminuindo o tempo das cirurgias e minimizando a chance de erros.
A aquisição de imagens a partir da tomografia computadorizada helicoidal fornece uma seqüência de seções
transversais da região de interesse. Utilizando um programa de reconstrução 3D é possível transformar essas imagens bidimensionais em um modelo tridimensional, que poderá ser utilizado na fabricação de um biomodelo em uma máquina de Prototipagem Rápida.
As imagens obtidas no tomógrafo geralmente utilizam a tecnologia digital que obedece as normas internacionais do padrão DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine). Elas são obtidas através de cortes axiais na região desejada e o equipamento deve estar ajustado para a menor espessura possível, pois quanto menor esse valor melhor será a qualidade do modelo.
O programa de reconstrução 3D, que permite a geração do modelo tridimensional, depende de parâmetros de entrada como densidade média, contorno e opacidade. Depois de definida a região que será construída, o arquivo deve ser salvo no formato STL (stereolithography file). Este formato representa o sólido através de uma malha triangular e é o padrão utilizado pelas tecnologias de Prototipagem Rápida.
A imagens tridimensionais podem ser enviadas via Internet e utilizadas para facilitar a comunicação entre equipes multidisciplinares que possuem profissionais trabalhando em diferentes lugares. Sua manipulação é simples e normalmente os programas oferecem ferramentas para rotação, translação e ampliação do biomodelo, além de ser possível a medição de comprimentos, áreas e volumes. É importante que o usuário da tecnologia de Prototipagem Rápida tenha domínio sobre estas ferramentas, pois assim ele saberá avaliar se a geometria gerada no computador corresponde ao que se deseja construir por Prototipagem Rápida. A definição exata da região de interesse pode resultar num biomodelo menor e conseqüentemente de menor custo.
As recentes publicações científicas na área Médico-Odontológica tem relatado diversos casos de sucesso com a utilização da tecnologia da Prototipagem Rápida. O uso de biomodelos tem permitido diminuir o tempo das intervenções cirúrgicas trazendo mais conforto ao paciente e diminuindo a chance de erros para o cirurgião. Dentro da odontologia destacam-se as áreas de próteses, implantes, ortodontia e cirurgias como as principais beneficiárias do uso desta tecnologia.
A literatura apresenta diversos trabalhos enaltecendo os benefícios do uso de biomodelos prototipados. Da Rosa (2004) apresentou um caso de cirurgia ortognática combinada maxilomandibular. Com auxílio de um biomodelo a cirurgia foi simulada, realizando-se as osteotomias desejadas e movendo o terço médio da face e a mandíbula para a posição desejada.
Em outro trabalho, Zandoná (2003) utiliza um biomodelo em ABS construído numa máquina de Prototipagem Rápida (FDM 2000 – UTFPR) para auxiliar o tratamento de um paciente que apresentava ausência dos elementos 22 e 21, e com o dente 11 com extração prevista. Na fase pré-cirúrgica in-vitro, realizada em ambiente estéril foi feita a ajustagem e a fresagem dos blocos ósseos adaptando-os sobre o biomodelo prototipado; e na fase cirúrgica in-vivo foram instalados os blocos na paciente, fixados por parafusos como na técnica convencional de enxerto em blocos.
O autor comenta que o ajuste do bloco ósseo foi significativamente facilitado pela ausência de sangue e tecidos moles, e pela possibilidade de manipulação do biomodelo com extrema liberdade, o que não é possível realizar no paciente na técnica clássica.
Choi et al. (2000) afirmam que a Prototipagem Rápida tem se constituído em um recurso de grande importância para o planejamento cirúrgico-protético de situações de alta complexidade, como às vivenciadas na implantodontia contemporânea. O estudo diagnóstico com o uso dos biomodelos pode ser recomendado, pois reduz o custo global do tratamento, elimina potenciais erros clínicos e conduz a melhores resultados.
A aplicação da Prototipagem Rápida na área Médico-Odontológica deveria ser considerada como uma importante meta a ser alcançada pelos profissionais da área cirúrgica. A literatura é farta de exemplos de sucesso em procedimentos onde os pacientes permaneceram menos tempo sob intervenção cirúrgica e os médicos contaram com um grau de confiança maior devido as simulações e informações obtidas a partir dos biomodelos. Os custos adicionais decorrentes da utilização desta tecnologia são compensados pelo menor tempo cirúrgico, menor risco para o paciente e menor chance de erros médicos.
Link do artigo na integra via nufer:
http://www.nufer.citec.ct.utfpr.edu.br/O%20Uso%20da%20Prototipagem%20R%E1pida%20na%20%C1rea%20M%E9dico5.pdf
