Impressão 3D na área da saúde: Design e fabricação de suporte elástico e adaptável para cateteres

Existem inúmeras aplicações da tecnologia de impressão 3D na vida cotidiana, mas um dos momentos que nos deixa muito satisfeitos na Additium3D é quando as nossas capacidades de fabricação permitem-nos colaborar em iniciativas médicas para contribuir para o bem-estar dos outros.

Há pouco tempo contámos com vocês a nossa colaboração com a equipa de Cirurgia do Hospital Universitário de La Fe em Valência, Na operação para resolver a dislocação da anca de um jovem paciente. O objetivo era que a equipe de cirurgiões que interviria fosse capaz de estudar a área e, para isso, depois de converter um simples arquivo .DICOM em uma impressão sólida, fornecemos uma cópia em escala real da anca a ser operada.  

Nesta ocasião, foi José Ribes, médico do Hospital da Ribera, situado em Alzira (Valência), que foi a pessoa responsável por conceber o projeto no qual acabamos embarcados com sucesso e orgulho, e que vamos contar-vos abaixo.

O que o cliente nos exigia?

José chegou até nós com uma ideia do que queria: usar a impressão 3D para criar um suporte que facilitasse a vida aos pacientes que foram submetidos a diálise, evitando o contato direto dos cateteres com a pele. Para isso, ele tinha um esboço do que queria, mas que era necessário traduzir como um Design 3D e encontrar os objetivos que ele deveria cumprir:

• Proteger o paciente e proteger os cateteres.
• Se adaptar ao corpo humano com facilidade.
• Ser fácil de colocar e remover para que o trabalho dos enfermeiros fosse simples.

Com base na ideia inicial de Jose e em seus requisitos, trabalhamos para levar este projeto médico ao sucesso; após a sua aprovação, ele seria testado em 20 pacientes para sua verificação.

Como a Additium3D abordou as demandas do cliente?

Quando um cliente chega com um desafio, alguns requisitos e uma ideia de como isso deve ser resolvido, nossa equipe sempre parte da ideia inicial do cliente e adapta os requisitos de acordo com o material mais adequado. Por isso, a rota foi estabelecida da seguinte forma:

1. Design 3D a partir do esboço de Jose
2. Impressão 3D com tecnologia SLA e resina 80 A de um protótipo elástico
3. Fase de testes
4. Iteração de melhorias.
5. Design final e fabricação 3D de todas as unidades.

Como a equipe de design da Additium3D criou o modelo a imprimir?

Partindo da ideia inicial de Jose, foi realizado o primeiro Design 3D, no qual optou-se por um fechamento muito simples, que após as primeiras experiências foi considerado demasiado complicado de usar para os times de manutenção. Por isso, nosso time de engenharia apresentou a Jose uma série de modificações.

Na segunda versão, o objetivo era encontrar um encaixe de fechamento muito mais simples de colocar e remover. As provas foram satisfatórias em relação ao fechamento, mas ainda assim era um pouco complicado retirar a funda do suporte. Por outro lado, ficou perceptível que, no caso de a diálise ser realizada no joelho, o design era adequado, mas para o caso de ser realizada pelo peito, era necessário um redesign para facilitar a sua fixação.

Na última rodada de modificações por parte do nosso time de design, foi projetada uma aba em uma das esquinas, para que pudéssemos puxar e tirar a funda com muita facilidade, o que foi um sucesso. Finalmente, foi realizada uma segunda versão do suporte, na qual foi introduzida uma curvatura no design, que permitia se adaptar facilmente ao peito. Com isso, foi planejado fabricar metade das unidades planas para testá-las no joelho e a outra metade curvas, para testá-las no peito dos pacientes.

Como a equipe de fabricação da Additium3D imprimiu o modelo?

A pedido de Jose, que tinha lido sobre o assunto, o material selecionado para este projeto foi a Resina 50 A da Formlabs, impressa com nosso equipamento de tecnologia SLA Form3. O problema visível desde o primeiro momento era que, devido à elasticidade deste material, era muito difícil obter um encaixe consistente e fácil de colocar e tirar.

O padrão lógico para prosseguir com os testes marcava que o próximo passo era verificar se, com a Resina 80 A da Formlabs, conseguíamos atingir o objetivo, e dessa forma foi feito. O protótipo se montava com relativa facilidade, se adaptava perfeitamente ao corpo e servia para o seu propósito. 

O problema é que, em termos produtivos, era muito caro fabricar 20 exemplares e, em termos de mão de obra, considerando a dificuldade de retirar os suportes sem danificar o objeto nestes tipos de resinas, isso parecia uma opção não muito aconselhável. Por outro lado, optar por fazer isso em FDM com algum material flexível não parecia sensato se buscássemos um produto limpo e que não desse a impressão ao paciente de que estava cortando e transmitisse confiança.

A chave do O sucesso final do projeto surgiu em uma conversa com O nosso parceiro tecnológico Solitium que nos convidou a debater com um delegado do Formlabs Sobre as vantagens de sua tecnologia, e é que ao poder ver seu novo TPU Powder, impresso com Tecnologia SLS na Fuse 1 que nós usamos, oferecia características incríveis.

Por um lado, a elasticidade, a possibilidade de contato com a pele e a versatilidade que já conhecíamos do TPU, usado anteriormente com sucesso em protetores de tela. Tecnologia FDM. Por outro lado, a produtividade, a precisão, o acabamento e a ausência de necessidade de colocar suportes são vantagens importantes. Tecnologia SLS. Uma solução que nos deixou impressionados e que adicionamos como uma das novas opções para oferecer aos nossos clientes.

O resultado final é uma peça com um acabamento perfeito, flexível e adaptável perfeitamente à anatomia humana; certificada para contato com a pele humana e com a facilidade de criar 20 kits completos em apenas 2 impressões. As imagens falam por si só. 

Conclusão

A impressão 3D faz parte da nossa vida em cada vez mais áreas, e uma das áreas onde ela se destaca é na ajuda aos médicos a realizar cirurgias antes de elas serem realizadas na realidade.

Additium3D como solução integral de fabricação 3D tem experiência em diferentes projetos relacionados com o campo médico. Prova disso é o caso que terminou com sucesso tanto no modelado quanto no diagnóstico por imagem, a partir de um arquivo .DICOM obtido após uma ressonância magnética ao paciente, Como a impressão 3D posterior em Nylon 12, aproveitando a possibilidade de imprimir sem suporte oferecida pela Tecnologia SLS.