A impressão 3D está pronta para lidar com implantes corporais de plástico

Depois que um acidente deixou uma mulher de 40 anos na Suécia com um enorme ferimento na cabeça no final do ano passado, ela recebeu um implante impresso em 3D feito de um plástico chamado PEEK para reparar seu crânio.

Foi a primeira vez que um hospital projetou e imprimiu em 3D um implante desse tipo no local, e isso pode ser um ponto de virada para a impressão 3D na assistência médica.

“Até onde sabemos, somos os primeiros do mundo a fazer implantes 3D inteiramente em um hospital, o que significa que os implantes serão mais bem adaptados aos pacientes, desde o início”, diz Einar Heiberg Brandt, engenheiro médico em Fisiologia Clínica no Hospital Universitário Skåne, Suécia. “Isso levará a cirurgias mais rápidas e menos complicações.”

A impressão 3D hospitalar ainda está nos estágios iniciais, mas mostra uma grande promessa, concordam os especialistas do setor. Embora a impressão 3D seja usada na área da saúde há mais de uma década para fabricar implantes de titânio e aço inoxidável, o plástico PEEK expande as oportunidades para a tecnologia sair do chão de fábrica dos fabricantes de dispositivos médicos e entrar em laboratórios em hospitais e clínicas em todo o mundo.

De fato, as instalações médicas representam um vasto novo mercado para impressão 3D. O segmento de saúde da indústria de impressão 3D, que inclui produtos farmacêuticos odontológicos e impressos em 3D, atualmente está avaliado em quase US$ 3 bilhões.

Impressão 3D em hospitais

Instituições, como a Clínica Mayo em Minn. e os hospitais VA em todo o país, possuem amplos laboratórios de impressão 3D. O trabalho lá é principalmente impresso em 3D específico do paciente modelos médicos, ferramentas de treinamento cirúrgico e aparelhos ortopédicos. No entanto, em um futuro não muito distante, esses hospitais podem imprimir em 3D implantes específicos de pacientes em PEEK para todos os tipos de cirurgias.

O uso de uma impressora 3D e filamento PEEK traz uma longa lista de benefícios para os hospitais, embora ainda tenha obstáculos substanciais. O método, quando comparado com as formas tradicionais de fabricação de dispositivos médicos, como usinagem e moldagem por injeção, pode ser feito in loco no ponto de atendimento. Isso significa implantes mais rápidos, custos mais baixos e coordenação mais próxima entre o cirurgião e os técnicos que produzem o implante.

Ao usar os dados do paciente de exames e raios-X, os hospitais podem imprimir em 3D um implante personalizado que se encaixa precisamente no espaço do defeito.

Estudos mostram que os implantes específicos do paciente encurtam o tempo da cirurgia, reduzem os riscos de infecção, resultam em melhores resultados e reduzem drasticamente o tempo de internação hospitalar. A impressão 3D dos implantes conforme necessário também alivia o hospital de ter que manter um inventário de implantes caros à mão.

Embora, a partir de hoje, não existam implantes PEEK impressos em 3D fabricados em hospitais aprovados pelo FDA, isso pode mudar em breve.

Uma start-up alemã especializada em implantes de crânio PEEK impressos em 3D, Kumovis, diz que está concluindo os obstáculos finais no processo de aprovação da FDA.

“Há muito entusiasmo em torno da impressão 3D no local em hospitais e os projetos que estão impulsionando a fabricação no ponto de atendimento e mostrando o que é possível”, diz Miriam Haerst, cofundadora e co-CEO da Kumovis.

Com sede na Carolina do Sul Sistemas 3D, uma das maiores e mais antigas fabricantes de impressoras 3D do mundo, anunciou recentemente seus planos de adquirir a Kumovis para expandir de implantes de metal aos implantes PEEK no ponto de atendimento.

“À medida que a tecnologia [de impressão 3D] se torna mais fácil de usar para profissionais médicos, mais hospitais poderão implementar soluções de ponta a ponta para cirurgia personalizada”, diz Gautam Gupta, vice-presidente e gerente geral da prática de dispositivos médicos da 3D Systems. “Isso interromperá os modelos de saúde existentes, melhorará a qualidade do atendimento e, crucialmente, salvará mais vidas”.

A aquisição da Kumovis se encaixa perfeitamente no negócio de saúde estabelecido da 3D Systems e adiciona um novo foco na descentralização da produção de implantes médicos.

“Mudar a fabricação para os hospitais será um divisor de águas quando se trata da disponibilidade de implantes”, diz Haerst.

Para que os hospitais se tornem fabricantes, no entanto, é preciso equipe técnica e de engenharia, processos regulatórios, além de equipamentos. Isso poderia ser gerenciado no local em um acordo cooperativo pelos atuais fabricantes de dispositivos médicos, diz Haerst.

PEEK Plástico x Titânio para Implantes

O PEEK tem aprovação da FDA como material de implante há anos quando usinado, mas ainda não quando impresso em 3D. Embora o PEEK seja usado em vários implantes no mercado hoje, desde gaiolas da coluna vertebral até articulações do tornozelo, o PEEK impresso em 3D ainda precisa provar que tem os mesmos atributos de suporte de peso e desgaste que o PEEK fresado ou moldado.

No geral, esse material biocompatível tem várias vantagens percebidas em relação ao aço inoxidável e ao titânio: é leve, permeável ao ultrassom e praticamente invisível para tomografias e ressonâncias magnéticas, permitindo melhor monitoramento pós-operatório.

Ao longo dos anos, o titânio impresso em 3D ganhou uma reputação de melhor integração óssea e milhares de implantes de articulações e coluna são impressos em 3D todos os anos por grandes fabricantes, como a Stryker. Mas o PEEK mudou, diz Marc Knebel, chefe de sistemas médicos da Evonik, que fabrica PEEK para impressão 3D, bem como moldagem por injeção e fresagem.

“Hoje, o PEEK pode ser desenvolvido com aditivos para ganhar novos recursos, como melhor osteointegração”, diz Knebel. “Já estamos trabalhando com alguns hospitais em [implantes impressos em 3D]. Os primeiros estarão ativos nos próximos cinco anos.”

Um laboratório de impressão 3D situado ao lado da sala de cirurgia pronto para produzir implantes individualizados projetados a partir de dados do paciente a qualquer momento ainda está longe. Os obstáculos regulatórios permanecem, os estudos clínicos ainda estão em andamento e a construção da adesão dos hospitais levará tempo. O que estamos vendo hoje, no entanto, são os inovadores dando os primeiros passos.