Impressão 3D como ferramenta na área médica

v.1, n.3, 2023
Novembro de 2023

Há algumas décadas, a ideia de criar objetos tridimensionais (3D) complexos em uma impressora era roteiro de filmes de ficção científica. Contudo, essa ideia se transformou em realidade a partir do desenvolvimento da impressão 3D e da modelagem digital. Desde a sua concepção, essa técnica, não só revolucionou a indústria da manufatura, mas também ampliou seus campos de aplicação, chegando até mesmo na medicina.

A impressão 3D (Figura 1) é um método de produção que constrói objetos tridimensionais de forma aditiva, ou seja, camada por camada, a partir de um arquivo digital. A peça que está sendo impressa vai recebendo novas camadas por ação da impressora, e por esta razão a técnica é também conhecida como fabricação aditiva. Sua origem remonta a 1983, quando Charles Hull, engenheiro norte-americano, introduziu a estereolitografia, um processo que usava um feixe de laser para solidificar sucessivas camadas de resina. Esse acontecimento marcou o início de uma revolução na manufatura.

Apesar das múltiplas aplicações da fabricação aditiva, é na medicina que atualmente estão depositadas as maiores expectativas. Devido à gama de possibilidades que a impressão 3D oportuniza, inúmeros trabalhos estão sendo desenvolvidos a fim de consolidar essa tecnologia como mais uma estratégia terapêutica na área médica. As contribuições nesta área estendem-se desde o uso na fabricação de remédios e próteses personalizadas até a impressão de tecidos e órgãos a partir de outras células; logo, a técnica pode viabilizar, por exemplo, construir material para transplante, diminuindo-se a espera do paciente e talvez até mesmo reduzindo ou anulando a chance de rejeição do órgão transplantado.

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A impressão 3D tem permitido a fabricação de objetos personalizados para diversos objetivos [1]. O primeiro passo para a impressão 3D, é ter uma versão digital (modelo), criada por um programa de computador. Depois o molde é inserido em um outro programa fatiador, que converte o modelo na linguagem da impressora, em camadas, definindo também alguns itens importantes, como posição, velocidade e temperatura, responsáveis pela orientação da máquina no processo [2]. Assim como uma impressora libera tinta sobre o papel, a impressora 3D vai liberar determinado material, para construir o objeto desejado sobre uma bandeja, lançando o material camada por camada, unindo-as, de baixo para cima, levando de minutos até dias a depender da complexidade do objeto a ser impresso [1].

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Devido à grande demanda de doação de órgãos e mortalidade de pacientes à espera de um doador, a bioimpressão (técnica que utiliza produtos biológicos como material para montagem de tecidos e órgãos, por impressão 3D) surgiu como uma solução potencial para esse problema [3,4]. Avanços tecnológicos permitiram a impressão de células-tronco, construção de órgãos e vasos, possibilitando a formação de tecidos sob demanda humana. Por exemplo, em 2016, a empresa americana Celprogen Inc. obteve um pâncreas humano a partir de células-tronco utilizando esta técnica de impressão [3]. Essa prática ainda é uma promessa para a medicina, pois demonstra permitir a impressão de partes de diversos sistemas que são compatíveis com o organismo humano (minimizando problemas com efeitos tóxicos e rejeições), viabilizar o reparo de tecidos (mesmo os complexos em vascularização e inervação) e oportunizar a aplicação de medicamentos direcionados [5].