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Folha Regional (Andradina, SP) online

Alckmin lança projeto para produção de próteses ortopédicas inovadoras com nióbio

Publicado em 09 agosto 2016

Por Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT)

São Paulo - O governador Geraldo Alckmin lançou nesta segunda-feira, 8, projeto para a produção de próteses ortopédicas inovadoras de ligas Nb-Ti (nióbio-titânio) e Ti-Nb-Zr (titânio-nióbio-zircônio) por fusão seletiva a laser, que permitirá a confecção de materiais sob medida, mais próximos ao osso humano.

A iniciativa é resultado de uma parceria entre a Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM), a Associação Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii), a Associação de Assistência à Criança Deficiente (AACD), a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e o Laboratório de Processos Metalúrgicos do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), órgão vinculado à Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência, Tecnologia e Inovação do Estado de São Paulo.

"É um passo importante em termos de ciência. Possibilitará termos o que há de mais moderno em próteses, por impressão 3D, com nióbio, totalmente customizadas para cada pessoa, com melhor resultado para o paciente", comentou Alckmin sobre o grande avanço que essa pesquisa representa para a ortopedia, traumatologia e no tratamento das pessoas com deficiência. Alckmin comentou que o Brasil é produtor de 80% do nióbio do mundo.

O projeto terá investimento de R$ 7,8 milhões, o maior do país em termos de valores na área de produção de próteses metálicas por manufatura aditiva, e duração de 42 meses. Surgiu da necessidade de adequação das próteses ao perfil de cada paciente, que acaba por demandar uma série de pequenos ajustes da peça pela equipe que realiza a cirurgia. As próteses geralmente são fabricadas por meio de processos como usinagem, fundição e forjamento, entre outros.

Duas características inovadoras marcam o projeto. O emprego do processo de manufatura aditiva aplicado a ligas metálicas especiais, sob o ponto de vista técnico e a reunião da Embrapii e da Fapesp como cofinanciadoras, do lado do suporte financeiro.

A fusão seletiva a laser é um dos processos de manufatura aditiva no qual os mais diversos materiais podem ser aplicados camada por camada (na ordem de micrômetros) para a fabricação de uma peça sem a existência de um molde ou ferramenta, mas obrigatoriamente por meio de um sistema CAD/CAM.

O pesquisador do IPT João Batista Ferreira Neto, um dos coordenadores do projeto, explica que a premissa da manufatura aditiva é o encaixe perfeito. "A partir de exames como tomografia ou ressonância magnética de um paciente, será criado um desenho tridimensional da peça e que será "impressa" exatamente nas dimensões requeridas para se encaixar no corpo humano, sem a necessidade de fazer qualquer alteração, ou seja, feita sob medida", disse.

O foco do trabalho da equipe do IPT será a produção dos materiais, ou seja, as ligas e os pós das ligas, que serão usados para a construção de próteses de quadril (no caso do projeto, as placas angulares de fêmur) no Instituto em Sistemas de Manufatura e Laser do Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (Senai) em Joinville (SC).

Duração do Projeto

Segundo o engenheiro metalurgista e também coordenador da pesquisa Daniel Leal Bayerlein, o projeto será dividido em duas etapas. A primeira será a produção de um pó que tenha todas as características necessárias para trabalhar com o sistema de deposição, o que deverá acontecer em um prazo estimado de 24 meses. A segunda fase, de 18 meses, será efetivamente a manufatura aditiva, ou seja, a produção e a caracterização das peças, com a realização de ensaios de corrosão e citotoxicidade (para averiguar os efeitos tóxicos ou anti-proliferativos da amostra em culturas celulares) e ensaios mecânicos, incluindo de fadiga em líquido sinovial (substância que lubrifica e nutre a cartilagem e ossos dentro da cápsula da articulação, diminuindo o atrito entre as estruturas do corpo). "É bom ressaltar que somente iremos para a segunda fase do projeto após conseguirmos atingir as metas de qualidade necessária do pó para a produção das peças", afirma ele.

Esse é o primeiro grande desafio do projeto na opinião de Ferreira Neto, pois os pós da liga nióbio-titânio não têm produção comercial mundial e será necessário conseguir um material de alta qualidade para a aplicação na máquina, o qual deve obedecer a uma série de parâmetros como escoabilidade, distribuição de tamanho de partículas, morfologia esférica e nível de pureza adequado. Quanto aos pós da liga nióbio-titânio-zircônio, eles já existem comercialmente, mas a tecnologia ainda não é dominada no Brasil. Já o segundo desafio é, a partir do pó, obter peças que tenham precisão dimensional requerida para aplicação no paciente, resistência mecânica adequada e que sejam biocompatíveis, incluindo um determinado nível de porosidade para estarem mais próximas da resistência do osso humano.

"Estes pós não são convencionais, porque as ligas são extremamente reativas: é muito difícil trabalhar com elas, pelo fato de se oxidarem com facilidade, terem alta temperatura de fusão e reagirem facilmente com os materiais empregados na sua elaboração", completa Neto.

Para o pesquisador, a manufatura aditiva deverá provocar uma revolução em termos de produção de peças com aplicações específicas que não podem ser obtidas por métodos convencionais como, por exemplo, usinagem, em geometrias antes impossíveis. Apesar de o IPT não estar envolvido exatamente na etapa de produção da peça, o fato de o laboratório se concentrar no desenvolvimento de obtenção dos pós para esta aplicação é um passo importante na direção da capacitação em manufatura aditiva.