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MCTIC - Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações

Tecnologia desenvolvida com apoio da Embrapii permitirá fabricação de próteses ortopédicas "sob medida"

Publicado em 09 agosto 2016

Por Fonte: Embrapii

A produção de próteses ortopédicas no Brasil poderá ser transformada para permitir a confecção de materiais sob medida e mais próximos à consistência do osso humano. Um projeto financiado pela Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii), organização social vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC), prevê o desenvolvimento de próteses de ligas nióbio-titânio (Nb-Ti) e titânio-nióbio-zircônio (Ti-Nb-Zr) por fusão seletiva a laser.

 

Com R$ 8,2 milhões em investimentos da Embrapii e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), o trabalho será desenvolvido pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), uma das unidades Embrapii, em parceria com a Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM).

 

As próteses ortopédicas são, geralmente, fabricadas por meio de processos como usinagem, fundição e forjamento, entre outros. Já a fusão seletiva a laser é um dos processos de manufatura aditiva no qual os mais diversos materiais podem ser aplicados camada por camada para a fabricação de uma peça sem a existência de um molde ou ferramenta.

 

"A premissa da manufatura aditiva é, a partir de exames como tomografia ou ressonância magnética de um paciente, criar um desenho tridimensional da peça que será impressa exatamente nas dimensões requeridas e irá se encaixar no corpo humano sob medida", explica o pesquisador e um dos coordenadores do projeto, João Batista Ferreira Neto.

 

A ideia do projeto, que terá a duração de 42 meses, surgiu de uma reunião do Laboratório de Processos Metalúrgicos da unidade IPT com a Associação de Assistência à Criança Deficiente (AACD), em que se discutiu o problema de adequação das próteses ao perfil de cada paciente.

 

Etapas

 

O projeto será dividido em duas etapas. A primeira delas 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 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).

 

Atualmente, o pó da liga nióbio-titânio não tem produção comercial mundial e será necessário conseguir um material de alta qualidade para a aplicação na máquina, o qual deverá obedecer a uma série de parâmetros como escoabilidade, distribuição de tamanho de partículas, morfologia esférica e nível de pureza adequado. A partir daí, espera-se 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 ao osso humano.

 

O foco do trabalho da equipe da unidade Embrapii IPT será a produção do material para a construção de próteses de quadril no Instituto em Sistemas de Manufatura e Laser do Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (Senai), em Joinville (SC). O corpo clínico da AACD responderá pela orientação do uso médico da prótese, bem como pelos ensaios clínicos experimentais para a sua validação.