Fabricação em 3D em cirurgia ortopédica

O futuro da cirurgia ortopédica e os avanços para os pacientes que lidam com os efeitos da artrite, fraturas e outras condições musculoesqueléticas são assuntos de interesse constante. De células-tronco a substituições articulares, cirurgiões e pacientes estão interessados ​​no que pode ser o próximo avanço ao virar da esquina.

Uma das áreas de interesse recente tem sido o desenvolvimento de ferramentas e implantes personalizados e específicos do paciente.

A esperança é que, ao permitir o desenho de implantes mais personalizados, as intervenções ortopédicas sejam mais bem acomodadas e menos perceptíveis para as pessoas que precisam passar por um procedimento cirúrgico.

Fabricação de Implantes

O setor de saúde depende muito da fabricação para fornecer os diversos produtos usados ​​em toda a profissão médica. Cirurgiões ortopédicos dependem muito de produtos manufaturados, e os desenvolvimentos na fabricação revolucionaram a ortopedia de várias maneiras. Desde o tratamento não cirúrgico de lesões esportivas tratadas com cintas personalizadas de fibra de carbono até a reconstrução cirúrgica de membros deformados, os cirurgiões ortopédicos utilizam muitos materiais e produtos diferentes para ajudar seus pacientes.

Sempre que houver um avanço na fabricação, os cirurgiões ortopédicos provavelmente estarão interessados ​​em como isso pode afetar o trabalho que eles fazem. Uma das mudanças recentes na fabricação é o avanço da tecnologia de impressão 3D.

A impressão tridimensional mudou a maneira como muitas indústrias estão fabricando produtos. O setor de saúde não é diferente e muitas aplicações de tecnologia 3D estão sendo produzidas para atender a várias necessidades de saúde. Na cirurgia ortopédica, uma especialidade médica que depende muito de dispositivos implantáveis, a tecnologia de impressão 3D tem sido uma área de grande interesse.

impressao 3D

A principal diferença observada na fabricação tridimensional é que esse é um processo chamado de "manufatura aditiva". Isso significa que os implantes são criados adicionando material camada por camada para criar um produto tridimensional. Isso se distingue de um processo "subtrativo" em que um bloco de material é esculpido em uma forma desejada. A manufatura aditiva existe há muitos anos e muitas indústrias, mas é relativamente nova no setor de saúde.

Tradicionalmente, os implantes ortopédicos são projetados em vários tamanhos diferentes. Por exemplo, se você estava recebendo uma prótese de quadril, como ir a uma loja de sapatos e experimentar diferentes tamanhos de sapatos padrão, seu cirurgião ortopédico teria uma variedade de opções de implantes de quadril projetados para a maioria das pessoas. Embora esses implantes geralmente funcionem bem, há limitações no número de tamanhos e algumas pessoas têm anatomia que não se adapta bem a um tamanho padrão específico.

Na cirurgia ortopédica, a impressão tridimensional tem sido usada para várias aplicações diferentes. Por exemplo, os implantes de substituição articular foram fabricados sob encomenda. Alguns destes implantes foram utilizados em procedimentos cirúrgicos comuns, como a substituição da anca e cirurgia de substituição do joelho.

Além disso, os implantes espinhais também foram projetados por meio de manufatura aditiva tridimensional. Outra aplicação foi o projeto de instrumentação específica do paciente. Nessa situação, os implantes reais usados ​​são tamanhos padrão, mas os instrumentos que o cirurgião usa para se preparar para o implante são personalizados. Por último, a manufatura aditiva tem sido usada para o desenho de implantes complexos usados ​​para deformidades graves, cirurgia de tumores e situações em que não há implantes padrão disponíveis para cirurgias reconstrutivas complexas.

Implantes personalizados

Muitos pacientes estão interessados ​​em implantes personalizados.

Eles querem garantir que os implantes usados ​​no momento da sua substituição da articulação são dimensionados perfeitamente para o seu corpo. Atualmente, é muito incomum que um cirurgião realmente implante uma prótese de articulação personalizada. Normalmente, quando as pessoas estão falando sobre implantes personalizados, eles estão realmente tendo um implante padrão inserido, e um corte personalizado é projetado para sua anatomia específica. Substituições de articulações personalizadas, onde os implantes são realmente projetados especificamente para um paciente individual, não são um procedimento cirúrgico padrão no momento.

A vantagem potencial de um implante personalizado real, onde a prótese implantada é especificamente projetada para um paciente individual, é a capacidade de replicar a mecânica normal de uma articulação. Há circunstâncias em que um implante de tamanho padrão pode ser um pouco longo demais, um pouco curto demais, um pouco largo demais ou estreito demais. Na maioria das pessoas, o cirurgião pode compensar as variações sutis, mas há algumas situações em que as pessoas têm anatomia incomum e podem ser difíceis de se adaptar aos implantes padrão. O design personalizado do implante pode permitir ao cirurgião uma melhor capacidade de controlar essas variáveis.

Aderindo ao osso

O outro aspecto da manufatura aditiva que interessa ao seu cirurgião é a capacidade de projetar implantes que irão aderir bem ao osso circundante. Existem diferentes maneiras de proteger um implante no osso . O uso de parafusos e fios é normalmente usado para tratamento de fraturas, onde o implante só precisa durar até que a fratura esteja cicatrizada. O uso de cimento ósseo é comum, mas o uso diminuiu. Embora este seja um método eficaz para proteger um implante, há preocupações sobre os implantes se soltarem com o tempo. Uma das melhores formas de fixar um implante ao osso é usar implantes com um revestimento poroso em que o osso possa crescer ao longo do tempo.

Os implantes com revestimento poroso são frequentemente utilizados em cirurgias de substituição articular, mas nem todos os implantes podem ser facilmente concebidos com um revestimento poroso. A impressão tridimensional tornou mais viável o processo de aplicação de um revestimento poroso em uma ampla variedade de superfícies geométricas.

Uma palavra de

O futuro da ortopedia, sem dúvida, parecerá muito diferente da maneira como as coisas estão sendo feitas hoje. Uma das áreas mais interessantes é o desenvolvimento de novas tecnologias para fabricar implantes ortopédicos. A impressão tridimensional é uma tecnologia que está sendo usada para projetar um implante ortopédico personalizado que é usado atualmente em cirurgias reconstrutivas complexas. Com o passar do tempo, o uso de impressão tridimensional pode se tornar mais comum e usado de forma mais ampla para procedimentos cirúrgicos ortopédicos padrão.

> Fontes:

> Golish SR, Kurtz SM, Boyan BD. "A impressão 3D pode revolucionar os dispositivos ortopédicos?" AAOSNow. Janeiro de 2018, Página 1.

> Haglin JM, Eltorai AE, Gil JA, Marcaccio SE, Botero-Hincapie J, Daniels AH. "Implantes ortopédicos específicos para pacientes" Orthop Surg. 2016 Nov; 8 (4): 417-424.