Então, vocêestãopreocupado em conseguir, digamos, um substituto do joelho. Sera¡ difa­cil? Vai doer?

Essas são boas perguntas. O corpo de cada paciente éaºnico, e atémesmo os melhores cirurgiaµes fazem um pouco de adivinhação para tentar colocar um novo joelho da maneira mais perfeita possí­vel. Se a colocação for mesmo um pouco fora, pode haver dor e rigidez extra, e pode demorar mais tempo a recuperar.

Mas, e se, antes de sua operação, o cirurgia£o pode fazer uma ranãplica exata das partes do seu joelho, que éo seu joelho, medida pelo seu ressonância magnanãtica e tomografia computadorizada? Então, e se o cirurgia£o puder usa¡-lo para planejar a operação com antecedaªncia e garantir a colocação precisa das novas partes, o que significa que vocêtera¡ menos dor, uma recuperação rápida e um novo joelho que étão bom quanto o original? Melhor, na verdade. 

Esse futuro estãoaqui. Alguns cirurgiaµes da Yale Medicine usam rotineiramente a impressão 3D (essencialmente produzindo um objeto sãolido e tridimensional a partir de um modelo digital virtual) para planejar cirurgias, projetar ferramentas especa­ficas para uma cirurgia futura e a anatomia especa­fica do paciente, e atéimprimir algumas das partes usado para substituir defeituosos no corpo.

Daniel Wiznia, MD , um cirurgia£o ortopanãdico da Yale Medicine, estãovendo melhorias significativas em seus pacientes de substituição de joelho desde que ele começou a usar a impressão 3D para planejar suas operações. Ele éum dos vários médicos que fazem uso regular de uma impressora 3D na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Yale, uma ma¡quina MakerBot que se parece com um forno de microondas. 

Vincent Wilczynski, vice-reitor da escola e diretor do Centro de Inovação e Design de Engenharia de Yale, lembra um dos primeiros médicos que visitaram o laboratório hávários anos, que usaram uma impressora para fazer um modelo de paciente de 20 anos. tumor no joelho. "Ele imprimia o tumor toda vez que o paciente entrava para ser escaneado, para que o paciente pudesse segurar o modelo 3D em suas ma£os e sentir como ele estava diminuindo", diz Wilczynski.

Ha¡ mais para vir. Pesquisadores estãoexplorando maneiras de usar a impressão 3D para tornar os órgãos de transplante específicos de pacientes e os olhos capazes de traduzir a luz em sinais elanãtricos. Enquanto o uso prático dessas coisas ainda estãoa anos de distância, os pesquisadores recentemente imprimiram o primeiro coração vascularizado e vascularizado 3D do mundo, usando células do pra³prio paciente e materiais biola³gicos.

Aqui estãoalgumas maneiras que alguns médicos da Yale Medicine estãousando a impressão 3D no atendimento ao paciente agora.

Se vocêestãotendo uma substituição do joelho , a impressão 3D pode tornar sua cirurgia mais suave, diminuir a dor (que pode ser significativa após a cirurgia no joelho) e contribuir para uma recuperação mais rápida da substituição do joelho, diz o Dr. Wiznia. Com essa tecnologia, seu novo joelho pode ser implantado com mais precisão, levando a uma melhor biomeca¢nica, para que o joelho parea§a mais natural quando vocêse movimenta, com menos desgaste no implante, acrescenta.

"a‰ uma questãode precisão", diz Wiznia, explicando que reduz o risco de erro em comparação com a colocação tradicional de um novo joelho. Seguindo um modelo impresso em 3D com guias de corte permite ao cirurgia£o realizar a cirurgia sem erros de posicionamento significativos, diz ele.

Quando ele estãoplanejando uma cirurgia, Dr. Wiznia alimenta dados da ressonância magnanãtica do paciente em um programa de computador, permitindo-lhe usar o software para planejar onde ele quer colocar o novo joelho, como ele quer que ele se encaixe no osso, os tamanhos de os implantes e como o joelho deve dobrar cinematicamente. Em seguida, ele converte as informações em um formato que pode ser alimentado em uma impressora 3D, para que seja personalizado imprimir instrumentos ciraºrgicos. “O mais bonito éque vocênão precisa cortar tanto quando faz a operação”, diz ele. “Eu uso incisaµes menores, porque já modelei como posicionar os implantes. Ha¡ menos estiramento dos ligamentos e dos tecidos moles, então hámenos dor, perda de sangue e tempo de permanaªncia no hospital. ”

Ele prevaª que os joelhos implantados dessa maneira tera£o uma vida útil mais longa. Ele também diz que o pré-planejamento com a impressão 3D permite que ele reduza em 20 a 25 minutos o tempo necessa¡rio para realizar uma operação no joelho. Para o paciente, isso significa menos anestesia, menos transfusaµes de sangue e menos tempo de torniquete, diz ele.

Vocaª escorrega em um pedaço de gelo e cai no seu pulso, ou vocêfica bravo e bate na parede. Vocaª pode quebrar um osso em sua ma£o dessa maneira. Adnan Prsic, MD , um cirurgia£o de ma£o, decidiu que seria mais fa¡cil consertar esse tipo de lesão primeiro imprimindo um modelo em tamanho real de sua ma£o para ver melhor com o que ele e seus residentes trabalhara£o. Ele fez isso tantas vezes que acumulou uma coleção de ma£os impressas que guarda em uma caixa em seu escrita³rio. Feito de silicone, alguns são completos com "ossos" feitos de vários tipos de pla¡sticos. Se vocêdobrar um na³ em uma dessas ma£os, vocêouvira¡ um clique suave (muito parecido com as pernas de um velho corpo de boneca da Barbie). O Dr. Prsic pode “quebrar” um osso dentro da ma£o para simular uma lesão.

Dr. Prsic estãousando as ma£os impressas em 3D de duas maneiras. Uma delas éajudar os cirurgiaµes a praticar uma cirurgia da ma£o especialmente complexa para que possam antecipar melhor os desafios. A segunda éensinar aos residentes médicos seus ofa­cios - os cirurgiaµes de ma£o operam em pequenas áreas, então a precisão éa chave para poupar o osso.

Outros especialistas em ma£o tentaram coisas semelhantes com impressoras 3D de ponta, mas o Dr. Prsic quer que a capacidade esteja dispona­vel para qualquer pessoa. Então, ele estãofazendo as ma£os na barata ma¡quina MakerBot; Ele diz que cada um custa cerca de US $ 30, comparado a US $ 150 para fazer uma ma£o em uma ma¡quina mais sofisticada. Inspirado em ser cirurgia£o de ma£o em sua terra natal, Ba³snia, onde viu pessoas saindo da guerra com ferimentos terra­veis nas ma£os, Prsic diz que um de seus objetivos futuros éfornecer um modelo para pra³teses de baixo custo que sera£o acessa­veis para pessoas em desenvolvimento.países. Ele e o colega da Yale Medicine, James Clune , estãotrabalhando nisso juntos.

Quanto mais vocêpuder entender sobre um defeito congaªnito enquanto o bebaª estiver no aºtero, melhor vocêestara¡ preparado para trata¡-lo, diz Mert Ozan Bahtiyar, MD , diretor do Centro de Cuidados Fetais de Medicina de Yale . Embora atualmente não seja possí­vel imprimir um modelo de um problema no interior do corpo, como um defeito carda­aco, ele prevaª o uso de modelos 3D de problemas como fenda palatina e deformidades nas ma£os. Ele acredita que isso poderia ser útil psicologicamente para pais expectantes.

Ele também imprimiu uma placenta para mostrar a s ma£es em potencial que ele trata com a sa­ndrome de transfusão de gaªmeos para gaªmeos , uma condição caracterizada por um desequila­brio no fluxo sangua­neo devido a s conexões dos vasos da placenta. "Eu mostro a eles como éasuperfÍcie da placenta e falo sobre como o procedimento éfeito." 

Produzir essas pea§as 3D para pais expectantes émais difa­cil do que criar modelos de ma£os ou quadris. Os médicos usam ultra-sonografias quando realizam exames de imagem para mulheres gra¡vidas, porque isso não prejudica o feto. Mas o software para converter o ultrassom em um formato de arquivo imprima­vel em 3D não étão prontamente dispona­vel quanto épara as tomografias computadorizadas. Assim, o Dr. Bahtiyar estãotrabalhando com Xenophon Papademetris, PhD, professor de Radiologia e Biomedicina e Engenharia Biomédica na Yale School of Medicine, e Praneeth Sadda, um estudante de medicina de Yale, para desenvolver o que ele precisa. Seu objetivo final émanter uma impressora 3D em seu escrita³rio para que ele possa imprimir fotos durante as visitas do paciente.

"Quando eu diagnostico uma anomalia fetal, o pra³ximo passo éaconselhar os pais sobre como vai ficar", diz o Dr. Bahtiyar, explicando que uma impressão 3D émais poderosa do que um ultra-som, que fornece uma imagem em preto e branco bidimensional. com campos de cinza. “Eu não acho que isso vai mudar a forma como tratamos esses problemas. Mas a gravidez não éapenas a parte física, éemocional também, então talvez isso ajude a psique de um paciente. Talvez se eles o tocarem, sintam que estãola¡, isso os torna menos ansiosos. Isso tira a surpresa.

a€s vezes, cirurgiaµes pla¡sticos são chamados a reposicionar um nariz ou criar uma manda­bula mais forte, seja para fins cosmanãticos ou para melhorar a função. Além de reposicionar partes do rosto, seu trabalho pode incluir cirurgia de reconstrução facial e manipulação a³ssea. Derek Steinbacher, DMD, MD , cirurgia£o pla¡stico e diretor de medicina craniofacial da Yale Medicine, tem uma coleção variada de cra¢nios, rostos e guias de corte, além de outras impressaµes em 3D. Um especialista lider no uso de imagens 3D e impressão em cirurgia pla¡stica, ele usa essas técnicas para auxiliar no tratamento de casos complexos, como reconstruir seções da face ou do cra¢nio, tratar anomalias congaªnitas do cra¢nio e estanãtica nasal, ortogna¡tica e facial. .

Ele usa a impressão 3D rotineiramente desde que chegou a Yale, quase nove anos atrás, e a usou em quase 2.000 casos. Ele diz que revolucionou essas cirurgias, levando o processo de "observação intraoperata³ria" para um altonívelde precisão planejada que torna seu trabalho muito mais eficiente, reproduza­vel e preciso.

O primeiro passo no planejamento e impressão a³ssea em 3D éque o paciente faz uma tomografia computadorizada da área onde ele ira¡ operar. “Isso éconvertido em uma imagem 3D virtual que pode ser manipulada - como um arquiteto que constra³i algo trabalhando primeiro com um modelo 3D no espaço digital”, explica Steinbacher. “No nosso caso, analisamos e manipulamos a anatomia 3D e entramos no diagnóstico do paciente, passamos por possa­veis cenários reconstrutivos, escolhemos o plano final e depois imprimimos modelos e guias.”

Rinoplastia (cirurgia pla¡stica no nariz) éuma operação em que a abordagem éespecialmente útil. “Na³s olhamos para o nariz preexistente de um paciente, e podemos ver se ele estãoapontando para a esquerda ou para a direita, ou se éde alguma forma assimanãtrico. Então nosmanipulamos no computador. Ha¡ alguma preferaªncia estanãtica e arta­stica que entra nisso ”, diz ele. "Eu também tenho que considerar a função."

Segundo Steinbacher, “épossí­vel, a partir da imagem 3D, imprimir um modelo do nariz ou da face com os resultados pa³s-operata³rios reais esperados”. Ele trabalha de perto com empresas especializadas nesse tipo de impressão 3D. Ele também imprimiu pea§as reais para usar como implantes permanentes em um novo rosto e placas que podem ser usadas para ajudar a mover uma manda­bula. Ou, "se houver um tumor no maxilar inferior, vocêpode ver exatamente onde estãoesse tumor", diz ele. Ele compara isso com o lado oposto do rosto para ver como ele ira¡ reconstrua­-lo assim que o tumor for removido.  

Um modelo 3D levou David Frumberg, MD, um cirurgia£o ortopanãdico pedia¡trico, a mudar completamente a direção de uma cirurgia que ele planejou. O Dr. Frumberg realiza cirurgias complicadas para criana§as pequenas com problemas como deformidades nos membros e na coluna vertebral, bem como aquelas com uma variedade de condições congaªnitas ou adquiridas. Ele usou raios-X, tomografia computadorizada e ressonância magnanãtica para avaliar deformidades e lesões e para planejar uma operação antes do tempo, mas ele diz que as impressaµes 3D fornecem as informações mais aºteis.

"Um modelo em tamanho natural dos ossos reais que eu posso segurar na minha ma£o, hálgo sobre isso que muda tudo", diz ele. Quando ele estãoplanejando uma cirurgia no panã, ele écapaz de orientar o pédo modelo em diferentes direções. "Eu posso ver o que aconteceria se eu mudasse uma coisa - ou cortasse de um jeito em oposição a outro durante a cirurgia".

O uso de um modelo impresso em 3D foi especialmente útil quando o Dr. Frumberg realizou uma cirurgia no pée tornozelo em uma jovem garota de fora dos EUA com um distaºrbio congaªnito raro que causava anormalidades extremas no alinhamento do membro. A menina não tinha acesso a cuidados médicos adequados quando criana§a, e como os médicos normalmente teriam tratado os problemas quando ela era pequena, não havia um roteiro claro, diz ele. "Se vocêestãofazendo uma cirurgia nestenívelde complexidade, e vocêrealmente precisa saber onde estãotodos os ossos e talvez atémesmo praticar, não hámelhor maneira."

Frumberg diz que os modelos também parecem ajudar as criana§as e as fama­lias a se sentirem melhor sobre seus procedimentos. Quando ele estava se preparando para fazer uma operação complicada no péde outra garota, ele mostrou a ela um modelo em 3D que ele tinha impresso, e desenhou nele com um Sharpie para mostrar os vários cortes que ele faria. "Ela estava animada para a cirurgia depois que fizemos isso", disse o Dr. Frumberg. Mais tarde, ele disse, um de seus estudantes de medicina fez uma pequena impressão 3D do modelo em um chaveiro que ela poderia manter.