A impressão 3D na medicina veterinária

Você sabia que a bioimpressão é uma consequência da manufatura aditiva? Nessa série, que se inicia com a aplicabilidade da impressão 3D na medicina veterinária, veremos como essa tecnologia tem evoluído até chegarmos no uso da bioimpressão para salvar e melhorar a qualidade de vida dos nossos amigos pets.

As impressoras 3D são usadas para criar uma ampla gama de produtos, incluindo brinquedos, alimentos, joias, peças automotivas e até mesmo de aeronaves. Na China, por exemplo, impressoras 3D já foram usadas para construir 10 casas em um único dia!

Dentro da medicina veterinária, os modelos impressos em 3D possuem aplicações tais como os ensaios de procedimentos ortopédicos e neurocirúrgicos complexos, o que permite diminuição do tempo de cirurgia, o aumento da confiança do cirurgião e menores chances de complicações no animal. Assim com também podem ser utilizados para o aprendizado prático de anatomia operatória, aumentando o entendimento e a prática dos alunos. Uma outra vantagem descrita pelos cirurgiões veterinários é a possibilidade de mostrar ao dono do animal como o procedimento será feito, o que aumenta o grau de aceitação.

Devido as vantagens inerentes da tecnologia de impressão 3D, muitas universidades já têm aderido ao uso de modelos impressos, especificamente para uso veterinário. Dentre elas estão Auburn University, Cornell University, Mississippi State University, North Carolina State University, Ohio State University, University of California-Davis, University of Missouri, and the University of Pennsylvania e, no Brasil, a Universidade do Estado de São Paulo também é um exemplo.

Um dos primeiros casos, relatado em 2014, foi o do cachorro Derby. Derby nasceu com uma deformidade congênita caracterizada por antebraços pequenos e, quando se locomovia em superfícies duras, como calçadas, suas extremidades frontais ficavam severamente feridas. Para que conseguisse andar longas distâncias, ele tinha que ser colocado em um aparato que o sustentasse de forma que a sua mobilidade ainda permanecia bastante comprometida. Após receber a peça impressa em 3D, pensada e fabricada especialmente para a sua deficiência, Derby passou a ser capaz de se locomover sozinho e de caminhar até 4 quilômetros por dia! (Figura 1).

(A) Derby com a sua deficiência congênita. (B) Primeiro modelo feito que possibilitava alguma locomoção de Derby. E Derby com sua próteses impressas em 3D, desenvolvidas sob medida.

Diversas outras espécies já foram beneficiadas com a impressão 3D. O Pete, um papagaio de 34 anos, teve sua pata arrancada após uma mordida de raposa. Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia realizaram o imageamento da lesão e conseguiram desenvolver algumas próteses personalizadas para Pete, elas eram feitas de resina de polímero extrudada e variavam em flexibilidade e dureza. Embora ele não conseguisse ainda voar, devido ao peso, a prótese permitiu que ele voltasse a andar e pular de pequenas alturas (Figura 2). Já em março de 2017, uma empresa sediada na Turquia, especializada em implantes impressos em 3D, imprimiu com sucesso uma prótese de mandíbula para uma tartaruga marinha ferida, permitindo que a tartaruga comesse sem ajuda novamente.

(A-B) Pete após o seu acidente. (C-D) Modelo em 3D e após a impressão. (E-F) Pete se adaptando ao molde.

Uma outra aplicação muito interessante foi reportada em 2018, por pesquisadores da universidade de Cornell. Eles utilizaram uma impressora 3D para fabricar lentes específicas para fundoscopia (exame clínico para análise do nervo óptico). Essas lentes impressas podiam ser acopladas em smartphones pelos veterinários e então utilizadas para analisar cães e gatos, sendo uma solução barata, portátil, prática e funcional.

Já no Brasil foi feita a primeira prótese e implantação de casco 3D em um jabuti no mundo. Essa prótese foi fabricada por uma equipe multidisciplinar de veterinários, anestesistas, designers gráficos e artista plástico. Fred, que mais tarde foi identificada como fêmea, é uma jabuti que em 2015 foi vítima de um incêndio onde acabou com 85% do seu casco comprometido.

Após a inserção do casco impresso em 3D, Fred conseguiu se adaptar a nova prótese que ainda recebeu uma pintura de um artista plástico. Devido ao pioneirismo, a notícia de Fred e seu casco impresso em 3D foi traduzida para mais de 46 idiomas. O tucano Zequinha, se chocou contra uma janela de um prédio em SP e teve seu bico danificado. Os mesmos profissionais que ajudaram Fred conseguiram desenvolver uma réplica do bico utilizando uma impressora 3D. Por ser feita de forma específica para as dimensões de Zequinha, o animal passou a conseguir se alimentar sozinho. "Esse tucano não conseguia comer, então, se não fizéssemos a operação ele literalmente morreria de fome” Explicou o veterinário Roberto Fecchio.

Os moldes de Fred e Zequinha foram feitos de PLA (poli ácido lático) derivado do milho com o custo total de R$ 136,00 e utilizando um software livre (Figura 3).

(A) Fred com seu casco danificado. (B) Prótese impressa em 3D. (C) O casco impresso em 3D após ser pintado. (D) Os modelos em 3D referentes aos moldes.

Também no Brasil, o Laboratório de Anatomia Veterinária da USP, utiliza a digitalização e a impressão 3D para a produção de modelos de esqueletos de cães e cavalos. Esses modelos impressos em 3D tem o objetivo de auxiliar na prática de procedimentos cirúrgicos antes de uma operação real.

Os avanços na tecnologia de impressão 3D permite cada vez mais que peças e aplicações inovadoras sejam feitas ao redor do mundo. Dentro da área de medicina veterinária, as suas contribuições são diversas e de extremo impacto.

Com a impressão 3D é possível: Desenvolver moldes para o estudo e entendimento morfológico de determinada região do animal, o aprendizado prático de anatomia operatória, próteses e órteses específicas para animais que nasceram com deficiência ou que estão em reabilitação devido a maus tratos/acidentes.

No entanto, outras abordagens como a engenharia tecidual e a bioimpressão também estão sendo muito utilizadas para melhorar a vida dos animais. Não deixem de acompanhar as próximas matérias onde falaremos das vantagens e últimos estudos utilizando a biofabricação na medicina veterinária.

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Referências

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