A lista definitiva do que podemos imprimir em 3D para uso na medicina e nos cuidados de saúde!

A impressão em 3D, nos anos anteriores, demonstrou um enorme potencial para o futuro da medicina e o seu desenvolvimento é imparável. Basta ver a impressionante lista de materiais e equipamentos médicos impressos em 3D que indicamos abaixo!

Como funciona a impressão em 3D?

A impressão 3D faz parte do processo inovador chamado fabricação de aditivos, o que significa a produção de objetos sólidos tridimensionais a partir de um arquivo digital. A impressora usa um tipo de processo de camadas, pelo qual uma camada é adicionada após a outra até que se obtenha um objeto completamente formado. Esta tecnologia permite que designers e engenheiros criem peças complexas para carros, máquinas ou aviões muito mais baratos e em muito menos tempo do que qualquer outro método de produção. Atualmente, o rápido desenvolvimento tecnológico permite que as empresas em fase de arranque e outras empresas levem as impressoras 3D desde fábricas a pequenas empresas e até às residências das pessoas.

O primeiro passo no processo de impressão em 3D é a criação do plano de um determinado objeto. Para esta etapa, pode-se usar um software especial ou podemos visitar vários sites e ver o que outras pessoas já modelaram em 3D. Depois de terminar o projeto, pode enviá-lo para a impressora escolhida. Por exemplo, o Replicador MakerBot possui bobines bioplásticos removíveis na parte de trás do dispositivo, portanto, quando a impressora recebe os dados, esta puxa o material através de um tubo, derrete-o, deposita-o na placa, onde arrefece instantaneamente. Então, a impressora repete esse processo as vezes que forem necessárias até criar o objeto desejado.

Na medicina e nos cuidados de saúde, a impressão em 3D não só pode revolucionar a criação de medicamentos e a produção de equipamentos médicos, mas também pode oferecer novos métodos de prática da medicina, otimizar redes de fornecimento e propor serviços médicos mais baratos e mais personalizados. Vamos ver os exemplos mais promissores!

Equipamento médico de forma rápida e barato

É um fato bem conhecido de que o equipamento médico é caro. O gasto total em dispositivos médicos nos EUA atingiu cerca de US $ 150 bilhões em 2010. Assim, as talas de impressão em 3D, modelos médicos usados ​​antes de cirurgias ou outros meios necessários para a cura podem resultar numa enorme poupança de dinheiro. E já existem exemplos brilhantes no mercado em como fazê-lo!

Talas para dedos

Ian McHale, criou um plano para a produção de talas para dedos. Uma impressora 3D de baixa nível pode imprimir a tala rapidamente e de forma acessível. Para os países em desenvolvimento, onde as talas geralmente podem ser encomendadas apenas em grande quantidade, pode significar a solução mais barata para as comunidades pobres. Ao mesmo tempo, poderia facilmente atender às necessidades pessoais.

Modelos de tumores

A impressão em 3D também pode ajudar a pesquisa médica, bem como o resultado de operações complexas e casos particularmente difíceis. Cientistas da China e dos EUA têm modelos 3D impressos de tumores cancerígenos para ajudar na descoberta de novos medicamentos contra o cancro e para entender melhor como os tumores se desenvolvem, crescem e se espalham.

Modelos de órgãos humanos

Os cientistas também analisaram corações de animais para criar modelos impressos aos quais adicionaram elásticos eletrónicos sobre esses modelos. O material pode ser removido do modelo impresso e enrolado em torno do coração real para um ajuste perfeito. O próximo passo é melhorar a eletrónica com vários sensores.

Como o equipamento médico impresso em 3D salva vidas?

Kaiba Gionfriddo nasceu prematuramente em 2011. Após 8 meses, o seu desenvolvimento pulmonar causou preocupações, embora ele tenha sido enviado para casa com seus pais, pois sua respiração era normal. Seis semanas depois, Kaiba parou de respirar e ficou azul. Ele foi diagnosticado com traqueobronchomalacia, uma doença rara que ocorre quando as paredes da traqueia e brônquios são fracos e colapsam. Ele teve uma traqueostomia e foi colocado num ventilador - o tratamento convencional. Ainda assim, Kaiba deixaria de respirar quase que diariamente. O seu coração também pararia ocasionalmente. Os médicos imprimiram um dispositivo 3D bio reabsorvível que instantaneamente ajudava Kaiba a respirar.

Um bébé de nove meses nasceu com um defeito cardíaco fatal na China. Ele sofria de uma condição rara extremamente difícil de reparar. A equipa de médicos experientes decidiu construir um modelo completo de seu coração minúsculo com o uso de uma impressora 3D para pré-planear a cirurgia complicada. Esta foi a primeira vez que alguém usou esse método na China. Os médicos completaram a cirurgia extremamente arriscada e complicada em março de 2016. Eles foram bem-sucedidos e a criança deve sobreviver com pouco ou nenhum efeito duradouro.

Implantes impressos em plástico 3D

Não é só as próteses, mas também os implantes que podem ser impressos em 3D de forma personalizada. Isto é especialmente importante em casos complexos e raros. Cirurgiões holandeses substituíram toda a parte de cima do crânio de uma mulher de 22 anos com um implante impresso personalizado feito de plástico. O paciente, sem nome, de 22 anos sofria de uma condição rara que fez com que no interior do crânio crescesse um osso extra que, comprimia o seu cérebro. O crescimento ósseo foi descoberto depois de ela ter relatado dores de cabeça severas e posteriormente a perda de visão e controlo motor.

Gessos personalizados

Os moldes de impressão 3D podem finalmente transformar a experiência de um braço ou uma perna partida! Em 2014, os designers experimentaram apoios para o pulso impressos em 3D que imprimiram em forma aberta, que depois foram dobrados no pulso do paciente após o aquecimento em água quente.

Scott Summit, diretor de design da 3DSystems, tinha um problema crónico no pulso e adaptou um gesso impresso em 3D especificamente para si mesmo, tornando-se talvez o primeiro paciente a tomar banho com gesso, mas sem plásticos envoltos em torno do seu membro. Como o gesso foi impresso para combinar com sua anatomia, o médico poderia abrir e fechá-lo em segundos, mas segurando o pulso firmemente. Custou a Scott cerca de 50 USD e levou algumas horas para criar.

O sistema de impressão em 3D da empresa espanhola Exovite consiste num scanner 3D capaz de modelar o membro do paciente com precisão e gera uma tala impressa em 3D totalmente customizada e personalizada. Imprimir o gesso demora apenas alguns minutos. O sistema também inclui um módulo de reabilitação que estimula os músculos com sinais elétricos, acelerando a recuperação e prevenindo a atrofia muscular.

Próteses de baixo custo

Globalmente, mais de 30 milhões de pessoas precisam de dispositivos de mobilidade, como próteses, enquanto 80% dos amputados do mundo não têm acesso a próteses modernas. No entanto, criar próteses tradicionais é muito demorado e destrutivo, o que significa que quaisquer modificações destruiriam os moldes originais. Cientistas da Universidade de Toronto, em colaboração com a Autodesk Research e a CBM Canadá, usaram a impressão 3D para produzir rapidamente próteses baratas e facilmente personalizáveis ​​para pacientes de países em desenvolvimento.

Outra solução vem do projeto e-NABLING the Future. É basicamente uma rede global de voluntários apaixonados que, ao compartilhar projetos de impressão em 3D, tutoriais em vídeo e outras informações sobre a construção de próteses para a mão, permitem que voluntários, médicos ou qualquer pessoa no campo façam a diferença literalmente "dando uma mão amiga" para aqueles que necessitam. As histórias de sucesso vêm de todo o mundo: agora existem crianças e adultos com estilo super-herói ou mãos prostéticas de forma tradicional no Chile, Gana, Indonésia e muitos outros países.

Impressão 3D de materiais biológicos e humanos

A impressão 3D está a emergir como uma poderosa ferramenta para engenharia de tecidos humanos, seja sobre sangue, ossos, coração ou pele.

Veias sanguíneas

Cientistas da Universidade de Harvard foram os primeiros a usar uma impressora 3D customizada e uma tinta dissolúvel para criar uma amostra de tecido que contém células da pele entrelaçadas com material estrutural que pode funcionar como vasos sanguíneos no futuro. A rede de vasculatura permite a perfusão de fluidos, nutrientes e fatores de crescimento celular uniformemente em todo o tecido.

Ossos

A professora Susmita Bose, da Universidade Estadual de Washington, modificou uma impressora 3D para ligar produtos químicos a um pó cerâmico criando esqueletos intricados cerâmicos que promovem o crescimento do osso em qualquer forma. Isso ajuda as próteses da anca e joelho a durar mais tempo através do desenvolvimento de um revestimento à base de fosfato de cálcio adequado ao corpo para os materiais de implante. Uma vez integrados, os implantes revestidos devem durar mais tempo - possivelmente duplicando a vida dos implantes cimentados.

Válvula cardíaca

Jonathan Butcher da Universidade de Cornell imprimiu uma válvula cardíaca 3D possuindo a mesma arquitetura anatómica que a válvula original. Em breve será testado em ovelhas. Ele usou uma combinação de células e materiais biotecnológicos para controlar a rigidez da válvula. Butcher acredita que a impressão biológica ganhará muito mais tração na comunidade de engenharia de tecidos humanos e biomédica nos próximos cinco anos, potencialmente até se tornar o padrão na fabricação de tecidos complexos.

Replicação de orelhas humanas

Lawrence Bonassar da Universidade de Cornell usou fotos 3D de orelhas humanas para criar moldes de orelha. Os moldes foram então preenchidos com um gel contendo células de cartilagem bovina suspensas em colágeno, que mantiveram a forma da orelha enquanto as células cresciam a sua matriz extracelular. Isso é impressionante! Eles não só criaram a réplica exata de uma orelha humana!

Pele sintética

James Yoo na Wake Forest School of Medicine nos EUA, bem como cientistas da Universidade de Madrid, desenvolveram um protótipo de uma impressora 3D que pode criar pele sintética. É adequado para o transplante de pacientes, que sofreram queimaduras ou que tenham outros problemas de pele. Também pode ser usado em pesquisa ou teste de produtos cosméticos, químicos e farmacêuticos.

Órgãos sintéticos

Organovo imprimiu biologicamente com sucesso os tecidos do fígado em 2014. Eles pareciam estar entre 4 a 6 anos de distância da impressão de partes do fígado para o transplante. Os fígados biologicamente impressos também podem ser usados ​​na indústria farmacêutica para substituir modelos de animais para analisar a toxicidade de novos medicamentos. Há alguns meses, a Organovo lançou o seu segundo produto comercial, tecido biológico de rim humano.

A empresa sugere que, dentro de uma década, poderemos imprimir órgãos sólidos, como fígado, coração e rim. Centenas de milhares de pessoas em todo o mundo estão à espera de um doador de órgãos. Imagine como esta tecnologia poderá transformar as vidas destas pessoas!

O futuro da farmácia: impressões 3D de comprimidos

Nos EUA já está aprovada uma droga de epilepsia chamada Spritam feita por impressoras 3D. A impressora 3D imprime a droga em pó por camadas que faz com que este comprimido se dissolva mais rapidamente do que a média dos comprimidos. Imagine a rapidez de distribuição de medicamentos que pode ser feita com uma impressora 3D em cada segunda ou terceira farmácia!

Lee Cronin, químico da Universidade de Glasgow, quer fazer o mesmo com a descoberta e distribuição de medicamentos prescritos que a Apple fez com a música. Numa conversa TED, ele descreveu um protótipo de impressora 3D capaz de montar compostos químicos no nível molecular. Os pacientes iriam a uma farmácia on-line com sua prescrição digital, compram o modelo e a tinta química necessária e, em seguida, imprima o medicamento em casa. No futuro, ele disse que não podemos vender drogas, mas sim desenhos técnicos ou aplicativos.

A impressão em 3D é uma das tecnologias mais disruptivas que realmente têm o potencial de mudar os medicamentos e os cuidados de saúde, tornando-os acessíveis e personalizados. Pode conduzir a uma nova era se as impressoras se tornarem mais sofisticadas, os materiais de impressão biotécnicos forem regulados de forma segura e o público em geral adquire um senso comum sobre a impressão em 3D.