Uma equipe de pesquisa da Universidade do Texas em Dallas (UTD) desenvolveu um modelo de fêmur impresso em 3D, potencialmente abrindo caminho para soluções econômicas e personalizáveis na preparação para cirurgia ortopédica, estudos biomecânicos e reparo ósseo. Criado através de uma colaboração com os cirurgiões ortopédicos do UT Southwestern Medical Heart, este fêmur impresso em 3D representa uma nova abordagem para melhorar o planejamento e o treinamento cirúrgico com foco específico no paciente.
Desafios na preparação para cirurgia óssea tradicional
Na prática tradicional, os cirurgiões ortopédicos contam com ossos de cadáveres ou modelos ósseos sintéticos para estudar técnicas cirúrgicas e avaliar a eficácia dos implantes. No entanto, os ossos de cadáveres são caros e difíceis de obter, e os ossos sintéticos disponíveis comercialmente podem não ter a precisão anatômica necessária para um tratamento personalizado. Além disso, eles podem levar algum tempo para serem adquiridos e podem não refletir a geometria exclusiva necessária para procedimentos específicos do paciente.
A solução impressa em 3D
Liderada pelo Dr. Wei Li, professor assistente de engenharia mecânica na UTD, a equipe de pesquisa projetou um protótipo de fêmur impresso em 3D feito de ácido polilático (PLA), um polímero biodegradável amplamente utilizado na impressão 3D. Este materials permite uma produção econômica, com cada modelo de fêmur custando cerca de US$ 7 para imprimir. Com quase 20 centímetros de comprimento e 2,5 centímetros de diâmetro, o osso impresso representa a seção média de um fêmur humano e demonstra propriedades mecânicas estreitamente alinhadas com o osso humano pure em testes de laboratório.
O processo de impressão 3D permite que os engenheiros repliquem a geometria precisa do fêmur de um paciente, permitindo potencialmente que os médicos personalizem modelos para se adequarem a pacientes individuais. Esta capacidade pode ser essencial no tratamento de tumores ósseos, onde a replicação de seções ósseas afetadas poderia ajudar no teste de terapias direcionadas.
Aplicações e direções futuras
Além de fornecer uma alternativa econômica para estudos biomecânicos e treinamento cirúrgico, o fêmur impresso em 3D tem implicações mais amplas. Dr. Li sugere que o modelo de polímero poderia um dia substituir materiais como o titânio atualmente usados no reparo ósseo. Noutra aplicação promissora, os investigadores planeiam incorporar tumores impressos em 3D nestes modelos, permitindo testes pré-operatórios e desenvolvimento de tratamento diretamente em estruturas ósseas simuladas.
Este projeto reuniu especialistas de diferentes disciplinas, incluindo o cirurgião ortopédico oncológico Dr. Robert Weinschenk e o cirurgião de mãos e extremidades superiores Dr. Ambos os cirurgiões trazem conhecimentos de engenharia para o projeto, aprimorando a abordagem colaborativa na exploração de novas soluções ortopédicas.
Os resultados promissores deste estudo, publicado no Journal of Orthopaedic Analysis, destacam o potencial dos ossos impressos em 3D para o avanço dos cuidados ortopédicos. Mais pesquisas irão refinar os modelos e explorar aplicações clínicas adicionais, incluindo o uso potencial na regeneração do tecido ósseo.
À medida que a investigação avança, as equipas da UTD e da UT Southwestern estão optimistas sobre como a impressão 3D pode transformar a cirurgia ortopédica e permitir tratamentos mais personalizados e precisos.
Fonte: notícias.utdallas.edu