O Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) de São
Paulo, em parceria com outras instituições, está desenvolvendo um
projeto para a criação de próteses ortopédicas diferenciadas, com
características mais parecidas com ossos humanos. Os materiais
utilizados na prótese serão ligas de Nb-Ti (nióbio-titânio) e Ti-Nb-Zr
(titânio-nióbio-zircônio), que serão confeccionadas sob medida, de
acordo com cada paciente, por meio da manufatura aditiva, que é uma
impressão 3D.
A produção das próteses será feita por um dos
processos da chamada manufatura aditiva, a fusão seletiva a laser, em
que 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. O processo funcionaria como uma impressão 3D, em
que o desenho da prótese viria a partir de um computador.
Com o método, pode-se trabalhar com diversas
combinações de materiais, de acordo com a funcionalidade desejada do
componente, o que acontecerá no projeto do IPT para as ligas metálicas.
Os pesquisadores buscarão uma combinação que mais se aproxime das
características do osso.
O projeto, que terá investimento de R$ 7,8 milhões e
duração de 42 meses, surgiu da necessidade de adequação das próteses ao
perfil de cada paciente, porque as próteses disponíveis hoje acabam 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, nos quais há uso de máquinas para
moldar uma peça bruta ou o uso de moldes que acabam submetendo as peças a
um determinado padrão.
“As próteses hoje são construídas por um processo
convencional que é por usinagem, ou seja, você pega uma peça bruta, vai
usinando, tirando material dela até chegar no formato que você quer.
Então, o cirurgião, quando vai fazer um procedimento, ele tem uma maleta
com parafusos e outras peças para colocar no paciente e nem sempre
essas peças se encaixam perfeitamente na pessoa, então têm de ser feitos
ajustes às vezes na hora da cirurgia”, explicou o pesquisador e um dos
coordenadores do projeto, João Batista Ferreira Neto.
Segundo ele, 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 para se encaixar no corpo humano,
sem a necessidade de fazer qualquer alteração, ou seja, feita sob
medida. “Essa é a grande vantagem”, disse Ferreira Neto.
Inovação na produção com nióbio
Os pós e as ligas, a partir do nióbio, para produção
de próteses não são produzidos atualmente no Brasil. Ferreira Neto
informou que já existe um pó comercial da liga titânio-nióbio-zircônio,
mas não é fabricado no país. Já a liga titânio-nióbio ainda não existe
no mercado. “O objetivo é que a gente consiga criar, nuclear uma
indústria capaz de produzir essas ligas para o mercado interno, para
atender à demanda de próteses aqui no país”. A ideia é que o IPT
desenvolva a tecnologia e a transfira para uma empresa que produzirá
esses materiais.
Segundo o pesquisador, a liga clássica utilizada para
próteses é a titânio-alumínio-vanádio, mas existem alguns estudos
dizendo que alumínio e vanádio podem ser prejudiciais à saúde do
paciente com o passar do tempo. Ele afirmou que as ligas
titânio-nióbio-zircônio são mais biocompatíveis e têm resistência
mecânica mais próxima do osso.
Já a manufatura aditiva permite que se produza uma
peça com porosidade próxima da porosidade do osso. “Combinamos duas
coisas: um material mais biocompatível, que é o nióbio com o titânio, e a
manufatura aditiva permite obter essa peça com características mais
próximas da resistência mecânica, mais próxima de um osso humano”.
Fases do projeto
A produção dos materiais, ou seja, as ligas e os pós
que compõem as ligas que serão usados para a construção das próteses,
será o foco do trabalho da equipe do IPT. A confecção das próteses, que
serão de quadril (no caso do projeto, as placas angulares de fêmur),
será feita no Instituto em Sistemas de Manufatura e Laser do Serviço
Nacional de Aprendizagem Industrial (Senai) em Joinville, Santa
Catarina.
O corpo clínico da Associação de Assistência à
Criança Deficiente (AACD), uma das parceiras do projeto, vai cuidar da
orientação do uso médico da prótese, além dos ensaios clínicos
experimentais para a sua validação, que têm prazo de dois anos para
testes, após a entrega das peças.
Outra parceira no projeto é a Companhia Brasileira de
Metalurgia e Mineração (CBMM), que produz nióbio no país. “[A parceria]
ajuda bastante. Se a gente for definir uma empresa brasileira para
produzir esses pós e as ligas, a vantagem é que já existe uma empresa no
Brasil que produz a maior parte do nióbio do mundo”, afirmou.
O pesquisador destaca outro diferencial do projeto
que é, além de usar manufatura aditiva, combinar duas empresas – uma
usuária, que seria a AACD, e outra no começo da cadeia da produção do
metal, que é a CDMM.
Agência Brasil