Programa de Pós-Graduação em Projeto e Processos de Fabricação utiliza impressão 3D para fabricação de estrutura óssea

A Faculdade de Engenharia e Arquitetura da Universidade de Passo Fundo (Fear/UPF) realizou a primeira impressão 3D em pó de osso. Após cinco anos de pesquisas envolvendo o processamento de ossos, o Grupo de Pesquisa 3Bio – Bioengenharia, Biomecânica e Biomateriais –, coordenado pelos professores Dr. Charles Leonardo Israel e Dr. Leandro de Freitas Spinelli, imprimiu a primeira estrutura óssea com sucesso. As pesquisas são fruto de anos de intensos esforços que envolveram alunos do Programa de Pós-Graduação em Projeto e Processos de Fabricação (PPGPPF), de trabalhos finais de graduação e de estágios do curso de graduação em Engenharia Mecânica. A pesquisa conta também com um convênio com o Hospital São Vicente de Paulo (HSVP) e uma parceria com o Laboratório de Metalurgia Física (LAMEF) da UFRGS.

De acordo com os professores, a utilização de enxertos ósseos obtidos por manufatura aditiva (impressão 3D) em cirurgias ortopédicas é uma realidade que se aproxima. Entre as opções disponíveis, o enxerto autólogo é uma alternativa, mas apresenta como uma de suas desvantagens a pequena quantidade obtida, além de uma morbidade associada ao procedimento. Por sua vez, o enxerto homólogo, de Banco de Ossos, traz como algumas de suas desvantagens a disponibilidade limitada devida à escassez de doadores e riscos de contaminação e infecção. “Há uma grande dificuldade em se obter quantidades adequadas de enxerto ósseo, o que estimula o nosso laboratório a desenvolver um protocolo de processamento e consequente impressão de enxertos ósseos, de forma personalizada à necessidade”, justifica o professor Israel.

O grupo de pesquisa iniciou seus trabalhos em 2009, estudando osteoporose e fraturas da coluna vertebral. Aos poucos, as pesquisas foram se expandindo para materiais e instrumentais cirúrgicos, melhorias, análises e modificações de técnicas cirúrgicas, o que gerou publicações internacionais (Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy, European Journal of Orthopaedic Surgery & Traumatology, International Orthopedics) e nacionais (Columna, Revista Brasileira de Ortopedia, Revista do Colégio Brasileiro de Cirurgiões, entre outras). 

Na área de biomateriais implantáveis, são realizadas pesquisas envolvendo próteses de quadril e joelho, implantes de coluna e dispositivos para fixação de fraturas (design, projeto e análise de falhas) e enxertos ósseos. A área de enxertos ósseos iniciou em 2014, por meio do processamento do pó de ossos, seguindo pela análise e melhoria da resistência do pó de osso com agregados, esterilização dos implantes fabricados, impressão 3D de implantes personalizados e testes em animais. 

Nos próximos meses, o grupo realizará os primeiros ensaios de enxertos personalizados por manufatura 3D em animais que sofrem de perdas ósseas decorrentes de fraturas expostas, grandes falhas ósseas e tumores ósseos.

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