Dispositivos médicos impressos em 3D: O guia definitivo
A impressão 3D é o processo de fabrico de componentes 3D utilizados em diferentes aplicações. O sector da saúde requer o fabrico de dispositivos médicos impressos em 3D devido à eficiência e à elevada qualidade oferecidas pelo processo. Se quiser saber mais sobre o processo geral envolvido, pode ler este guia abaixo.
O que é a impressão 3D médica?
A impressão 3D médica envolve a criação de componentes tridimensionais utilizados na indústria médica. Estes objectos são fabricados camada a camada, e os materiais utilizados na impressão 3D médica são todos materiais de qualidade médica.
São fabricados produtos personalizados como implantes, dispositivos médicos e modelos anatómicos. O processo permite fabricar componentes que são personalizados e precisos. Estes componentes podem ser utilizados em vários domínios, como a medicina dentária, a cirurgia e a prótese.
Vantagens dos dispositivos médicos impressos em 3D
As vantagens de optar pela impressão 3D para dispositivos médicos são as seguintes
Componentes médicos personalizados
A impressão 3D permite a criação de componentes médicos personalizados que são fabricados para doentes individuais. Isto consiste normalmente no fabrico de próteses e implantes impressos em 3D. Uma vez que estes são concebidos para doentes individuais, adaptam-se perfeitamente aos doentes.
Prototipagem rápida
A impressão 3D permite a criação rápida de desenhos e, por conseguinte, pode ser utilizada para prototipagem rápida de dispositivos médicos. O método ajuda a acelerar o processo de desenvolvimento e os fabricantes podem testar os dispositivos antes da produção em massa.
Componentes médicos complexos
Os métodos tradicionais de fabrico de dispositivos médicos têm normalmente dificuldades em produzir os componentes, que são complexos em termos de design. A impressão 3D ajuda a criar desenhos complexos e pormenorizados. Assim, os componentes especializados podem ser facilmente fabricados.
Produção eficiente em termos de custos
A impressão 3D é adequada para dispositivos médicos altamente personalizados ou produzidos em pequenos lotes em comparação com o fabrico tradicional. Estes dispositivos médicos são rentáveis e provam ser uma escolha económica para séries de produção limitadas, uma vez que não são necessárias ferramentas e moldes dispendiosos.
Menos desperdício
A impressão 3D é um processo de fabrico em que apenas são utilizados os materiais necessários, uma vez que se trata de um processo de fabrico aditivo. Assim, o desperdício é reduzido em comparação com os processos de fabrico subtractivos.
Limitações dos dispositivos médicos impressos em 3D
Para além das vantagens, existem algumas desvantagens nos dispositivos médicos impressos em 3D. Algumas delas são apresentadas de seguida.
- Os dispositivos médicos destinam-se a cumprir os requisitos regulamentares rigorosos. A natureza dos dispositivos médicos é muito sensível, e o processo de aprovação destes dispositivos é também moroso e complexo.
- Existe uma vasta gama de materiais disponíveis para impressão 3D, mas nem todos os materiais são adequados para aplicações médicas. Alguns deles podem não ter biocompatibilidade, uma vez que os dispositivos médicos exigem durabilidade e utilização a longo prazo.
- A impressão 3D acaba normalmente por criar uma superfície rugosa. Muitos dispositivos médicos necessitam de superfícies lisas, como implantes e outras ferramentas cirúrgicas.
- As propriedades mecânicas dos componentes impressos em 3D variam consoante o método de impressão e o tipo de material utilizado. Nem todos os tipos de dispositivos terão a mesma resistência ao desgaste que um método de fabrico tradicional necessitará.
O processo de impressão 3D de dispositivos médicos
Alguns dos processos selecionados para a impressão 3D de dispositivos médicos são os seguintes:
SLA
A impressão 3D SLA utiliza um laser que transforma a resina em forma líquida no plástico duro após a cura. A SLA é um dos métodos mais populares de fabrico de dispositivos médicos devido à versatilidade do material e à elevada precisão que oferece.
Os componentes médicos fabricados por SLA são altamente precisos e oferecem um acabamento de superfície suave. Assim, os componentes médicos que necessitam de uma tolerância apertada e de um acabamento suave podem optar por este processo.
SLS
O SLS é um laser de alta potência que ajuda a fundir as partículas de polímeros em pó durante os processos de impressão e a criar o componente médico pretendido. O SLS é um processo muito eficaz, escolhido para o fabrico de componentes médicos complexos.
O processo não necessita de qualquer estrutura de suporte e pode ser optado por componentes com caraterísticas internas complexas e que necessitem de paredes finas e cortes inferiores. A SLS funciona bem com nylon e ajuda a produzir dispositivos médicos que podem ser esterilizados e são biocompatíveis.
FDM
O FDM é um método de impressão 3D que funciona através da fusão do filamento termoplástico e da sua extrusão. O bocal da impressora tende a depositar camada após camada os componentes a serem fabricados.
O FDM é compatível com uma vasta gama de materiais que são biocompatíveis e adequados para utilização na indústria médica.
Materiais impressos em 3D de qualidade médica
Os materiais compatíveis com as aplicações médicas que utilizam a impressão 3D podem incluir os seguintes materiais
Ácido poliláctico (PLA)
O PLA é um plástico muito popular que é utilizado na impressão 3D FDM. É de baixo custo e fácil de trabalhar, oferecendo biodegradabilidade. O PLA e a impressão 3D são utilizados no fabrico de dispositivos médicos, como pinos de fixação, placas, estruturas ósseas e parafusos.
Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS)
O ABS é um material forte e leve que pode ser derretido e transformado num líquido para impressão 3D. Após a solidificação, cria dispositivos médicos leves e de alta qualidade. Estes componentes fabricados com ABS impresso em 3D são utilizados como próteses, espartilhos ortopédicos e em operações cirúrgicas.
Poliéter-éter-cetona (PEEK)
O PEEK é um material altamente resistente a químicos que oferece excelentes propriedades mecânicas. É utilizado em vez de metal em muitas aplicações que incluem dispositivos médicos personalizados, como implantes.
Titânio
Titânio é utilizado no sector médico para o fabrico de instrumentos cirúrgicos impressos em 3D e substituições de articulações. Implantes como os da coluna vertebral, joelhos e articulações são fabricados utilizando a impressão 3D e o titânio devido à sua biocompatibilidade e propriedades mecânicas.
Polietileno glicol (PEG)
O PEG tem propriedades bioquímicas, o que o torna adequado para a indústria médica. Assim, os componentes PEG impressos em 3D são utilizados no fabrico de tecidos casuais, ossos e cartilagem.
Aplicações médicas para impressão 3D
Algumas das aplicações médicas da impressão 3D podem incluir o seguinte:
Próteses e implantes ósseos
A impressão 3D ajuda a criar implantes ósseos personalizados que correspondem à anatomia dos doentes. Os implantes para a coluna vertebral e outras articulações são fabricados através da impressão 3D. As próteses personalizadas para membros podem ser fabricadas utilizando a impressão 3D, o que permite um preço acessível e um ajuste preciso ao doente.
Ferramentas cirúrgicas
Os instrumentos cirúrgicos utilizados em cirurgias complexas, como as substituições de articulações, que exigem precisão, são fabricados utilizando a impressão 3D e oferecem uma elevada exatidão. Os instrumentos cirúrgicos personalizados podem ser utilizados em procedimentos únicos e aumentar a eficácia das cirurgias.
Aplicações dentárias
A impressão 3D é habitualmente utilizada em aplicações de medicina dentária. Ajuda a criar coroas, pontes e implantes dentários personalizados de acordo com o encaixe da boca do paciente. Para além disso, outros dispositivos como retentores e alinhadores também são fabricados utilizando a impressão 3D.
Aparelhos auditivos
Aparelhos auditivos são muito importantes para vários pacientes. Estes aparelhos auditivos personalizados têm de ser concebidos de acordo com o ajuste perfeito e a forma do canal auditivo do doente. Oferecem um ótimo desempenho e podem ser fabricados com impressão 3D.
Conclusão
A impressão 3D em dispositivos médicos é muito comum devido à sua flexibilidade e acessibilidade. Também é possível fabricar componentes personalizados de baixo volume para pacientes individuais através deste processo. Se procura dispositivos médicos impressos em 3D precisos e de alta qualidade para as suas aplicações, pode entrar em contacto com DEK.
FAQs
Qual é o processo de impressão 3D de dispositivos médicos?
O fluxo de trabalho da impressão 3D consiste nas fases desde a criação de ideias até ao fabrico do componente final através de impressoras 3D com a ajuda do fabrico aditivo.
Quais são as capacidades únicas dos dispositivos médicos impressos em 3D?
A impressão 3D de dispositivos médicos permite o fabrico personalizado destes dispositivos com base nas especificações de cada doente.
