{"id":205678,"date":"2015-12-03T16:03:41","date_gmt":"2015-12-03T18:03:41","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=205678"},"modified":"2015-12-03T16:03:41","modified_gmt":"2015-12-03T18:03:41","slug":"protesis-a-medida","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/protesis-a-medida\/","title":{"rendered":"Pr\u00f3tesis a medida"},"content":{"rendered":"
\"Im\u00e1genes

INCT-Biofabris<\/span><\/a> Im\u00e1genes de la tomograf\u00eda del paciente, modelo en 3D del cr\u00e1neo y pr\u00f3tesis a medida proyectada mediante un softwareINCT-Biofabris<\/span><\/p><\/div>\n

Una pr\u00f3tesis de titanio fabricada a medida transform\u00f3 la vida de la estudiante Jessica Alves Farias Cussioli, de 23 a\u00f1os. Luego de un grave accidente en Ara\u00e7atuba, en el interior del estado de S\u00e3o Paulo, en septiembre del a\u00f1o pasado, cuando se cay\u00f3 de la moto y se golpe\u00f3 la cabeza contra un contenedor, ella sufri\u00f3 un hundimiento profundo en el lateral derecho del cr\u00e1neo, en una zona que comienza en los ojos y va hasta la parte superior de la cabeza. Ocho meses despu\u00e9s, el 26 de mayo, se convirti\u00f3 en la primera paciente en recibir un implante craneofacial de titanio en Brasil, mediante un procedimiento que se realiz\u00f3 en el Hospital de Cl\u00ednicas de la Universidad de Campinas (HC-Unicamp). La pr\u00f3tesis fue fabricada a la medida por pedido del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnolog\u00eda en Biofabricaci\u00f3n (INCT-Biofabris), cuya sede se encuentra en la Unicamp y lo financian la FAPESP y el Consejo Nacional de Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico (CNPq), y demand\u00f3 un largo proceso de investigaci\u00f3n y desarrollo multidisciplinario que comenz\u00f3 en 2009.<\/p>\n

En Biofabris, adem\u00e1s de la Unicamp, participan las universidades de S\u00e3o Paulo (USP), las federales de S\u00e3o Paulo (Unifesp) y de Rio Grande do Sul (UFRGS), el Instituto de Investigaciones Nucleares (Ipen) y el Centro de Tecnolog\u00eda de la Informaci\u00f3n Renato Archer (CTI), entre otras instituciones. \u201cTrabajamos en el desarrollo de pol\u00edmeros, biopol\u00edmeros, materiales met\u00e1licos y cer\u00e1micos, que se destinan a diversas aplicaciones\u201d, dice el ingeniero qu\u00edmico Rubens Maciel, docente de la Facultad de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica (FEQ) de la Unicamp y coordinador de Biofabris. Los estudios de desarrollo de nuevos materiales abarcan incluso test in vitro <\/em>\u00a0e in vivo<\/em> para evaluar si ocasionar\u00e1n alg\u00fan problema al paciente, en el caso de un futuro implante. \u201cSu actividad en el organismo no puede ser nociva para las c\u00e9lulas ni perjudicar al cuerpo en el sitio en donde se lo implanta\u201d.<\/p>\n

En la cirug\u00eda de Jessica Alves particip\u00f3 un equipo m\u00e9dico integrado por cuatro cirujanos pl\u00e1sticos y un neurocirujano, y demand\u00f3 m\u00e1s de ocho horas. El procedimiento quir\u00fargico constituy\u00f3 la \u00faltima etapa de un trabajo mancomunado que involucr\u00f3 a m\u00e9dicos e investigadores durante tres meses. La cooperaci\u00f3n entre el instituto y el HC comenz\u00f3 inmediatamente despu\u00e9s de la inauguraci\u00f3n de Biofabris. \u201cLuego de una extensa charla con Rubens Maciel y Andr\u00e9 Jardini [ingeniero mec\u00e1nico\u00a0 e investigador del instituto Biofabris], me di cuenta que podr\u00edamos establecer una colaboraci\u00f3n cient\u00edfica\u201d, relata Paulo Kharmandayan, docente y coordinador del \u00e1rea de Cirug\u00eda Pl\u00e1stica del Departamento de Cirug\u00eda de la Facultad de Ciencias M\u00e9dicas (FCM) de la Unicamp, e integrante de Biofabris. M\u00e1s all\u00e1 de la convergencia de intereses en las l\u00edneas de investigaci\u00f3n, tambi\u00e9n contaba la cercan\u00eda f\u00edsica de los laboratorios. \u201cFue una tarde completa de conversaciones, en la que expuse mis necesidades en el \u00e1rea m\u00e9dica y ellos se comprometieron a hallar soluciones para las demandas planteadas\u201d. A medida que pas\u00f3 el tiempo y el instituto creci\u00f3, surgieron m\u00e1s preguntas y propuestas. \u201cActualmente mantenemos reuniones semanales y con cada discusi\u00f3n surgen nuevas ideas\u201d.<\/p>\n

\"Pr\u00f3tesis

Caius Lucilius\/HC-Unicamp <\/span>Pr\u00f3tesis craneofaciales elaboradas con titanioCaius Lucilius\/HC-Unicamp <\/span><\/p><\/div>\n

El trabajo de elaboraci\u00f3n de los tres implantes de titanio personalizados que componen la pr\u00f3tesis y forman una superficie de 10 cent\u00edmetros de longitud insumi\u00f3 20 horas. El primer paso para la fabricaci\u00f3n de una pr\u00f3tesis consiste en tomar im\u00e1genes del \u00e1rea del cuerpo que se necesita reparar mediante una tomograf\u00eda. Esas im\u00e1genes se cargan en el programa InVesalius, un software<\/em> que desarroll\u00f3 el CTI, que se encarga de la reconstrucci\u00f3n en 3D de la parte afectada. Con base en la comparaci\u00f3n de la parte conservada con la da\u00f1ada por el trauma o accidente, los investigadores generan una pr\u00f3tesis con el tama\u00f1o y el formato m\u00e1s apropiado, conservando la apariencia y recuperando la funci\u00f3n original de la protecci\u00f3n del cerebro. Bas\u00e1ndose en ese modelo virtual de la cabeza del paciente, se construyen un cr\u00e1neo modelo y una pr\u00f3tesis de nylon<\/em> impresa en 3D. \u201cLa planificaci\u00f3n virtual es una larga etapa, en la que el programador y el equipo m\u00e9dico discuten todos los ajustes necesarios, antes de arribar a la pr\u00f3tesis de metal definitiva\u201d, explica Kharmandayan.<\/p>\n

Acabado y esterilizaci\u00f3n<\/strong>
\nEn la etapa final, en la que se elabora la pr\u00f3tesis met\u00e1lica, se coloca una aleaci\u00f3n con polvo de titanio en el interior de la m\u00e1quina de manufactura aditiva, una t\u00e9cnica de impresi\u00f3n en la que se genera un modelo tridimensional mediante capas sucesivas de material. El polvo se sinteriza por medio de un l\u00e1ser y forma capas de 0,4 mil\u00edmetros de espesor. Seg\u00fan las caracter\u00edsticas de la pieza, el proceso de fabricaci\u00f3n puede demandar todo un d\u00eda. Una vez que se la extrae de la m\u00e1quina, se somete a la pieza a un tratamiento t\u00e9rmico o qu\u00edmico y, en el caso de que se la fuera a utilizar en aplicaciones m\u00e9dicas para implantes, atraviesa incluso un proceso de limpieza, un acabado superficial para extraerle residuos y se esteriliza.<\/p>\n

Jessica Alves fue la sexta paciente operada por el equipo de Kharmandayan. Es una de las pacientes que forman parte de un proyecto aprobado por el comit\u00e9 de \u00e9tica de la Unicamp, que contempla la realizaci\u00f3n de 15 cirug\u00edas. \u201c\u00c9sa fue la primera cirug\u00eda craneofacial que practicamos con este material. Las otras, solamente fueron de cr\u00e1neo o rostro\u201d, coment\u00f3 el cirujano pl\u00e1stico. Al primer paciente operado, en 2012, se le coloc\u00f3 una pr\u00f3tesis para la reconstrucci\u00f3n del cr\u00e1neo a los 17 a\u00f1os, tres a\u00f1os despu\u00e9s de un grave accidente con su bicicleta. \u201cHab\u00eda abandonado los estudios, permanec\u00eda encerrado en su casa, no ten\u00eda vida social. Luego de practic\u00e1rsele la cirug\u00eda, volvi\u00f3 a estudiar, comenz\u00f3 a tocar la guitarra, qued\u00f3 como nuevo, sac\u00f3 su licencia de conducir y consigui\u00f3 un empleo en la administraci\u00f3n p\u00fablica.<\/p>\n

\"Proyecci\u00f3n

INCT-Biofabris<\/span>Proyecci\u00f3n de la pr\u00f3tesis a partir del modelo 3DINCT-Biofabris<\/span><\/p><\/div>\n

El tratamiento m\u00e1s utilizado actualmente para la recomposici\u00f3n de la regi\u00f3n afectada consiste en la extracci\u00f3n de un segmento del hueso del sector sano de la cabeza al que se lo coloca en el sitio donde se sufri\u00f3 el trauma. Pero eso no siempre es factible. \u201cCuando los defectos son grandes o en el caso en que se produzca una absorci\u00f3n del hueso a causa de la infecci\u00f3n, se necesita recurrir a un sustituto sint\u00e9tico, met\u00e1lico o no\u201d, explica. Uno de los que se utiliza con mayor frecuencia para esa finalidad es el metacrilato de metilo, un tipo de pl\u00e1stico que se descubri\u00f3 en la d\u00e9cada de 1920. \u201cExisten varios relatos de pacientes que sufrieron rechazo de la pr\u00f3tesis porque ese material puede liberar sustancias qu\u00edmicas\u201d. Otra particularidad consisten en que la reconstrucci\u00f3n con el metacrilato de metilo, la realiza en forma artesanal el cirujano. \u201cEl pl\u00e1stico en pasta, a una temperatura de 82 grados Celsius, se modela directamente sobre el cerebro del paciente, en el caso de una reconstrucci\u00f3n craneal\u201d. El modelo a mano deja mucho que desear. Cuatro de los pacientes operados en el HC de la Unicamp como parte del proyecto ten\u00edan pr\u00f3tesis pl\u00e1sticas implantadas con anterioridad.<\/p>\n

La aleaci\u00f3n de titanio se utiliza en el campo medicinal desde hace bastante tiempo y, desde hace algunos a\u00f1os, tambi\u00e9n en odontolog\u00eda, porque es un material bastante testeado, seguro y posteriormente no libera residuos. \u201cLas miniplacas que utilizamos, adem\u00e1s de ser seguras, permiten la integraci\u00f3n con el hueso\u201d, dice Kharmandayan. \u201cSe la elabora con peque\u00f1as ranuras en su superficie, para que la osteointegraci\u00f3n y el crecimiento celular se produzcan m\u00e1s r\u00e1pidamente que en una superficie com\u00fan\u201d, resalta Maciel. Las placas de titanio para reconstrucci\u00f3n craneofacial se producen en otros pa\u00edses y se comercializan en el mercado, pero se las construye con un tama\u00f1o est\u00e1ndar, y no a medida para cada paciente y sus necesidades. \u201cUna placa como la que se le implant\u00f3 a Jessica Alves costar\u00eda en el mercado unos 130 mil reales\u201d, estima Maciel. \u201cEl gasto nuestro para la elaboraci\u00f3n de la placa personalizada, as\u00ed como las que utilizamos con otros pacientes, se ubic\u00f3 en un rango de 3 mil a 5 mil reales, dependiendo del material que utilizamos\u201d. Eso sin contar los honorarios m\u00e9dicos y el costo de adquisici\u00f3n de m\u00e1quinas, proyecto y esterilizaci\u00f3n, por ejemplo, que fueron asumidos por el Biofabris.<\/p>\n

\"Modelo

Antonio Scarpinetti<\/span>Modelo de estudio del cr\u00e1neo y de la pr\u00f3tesisAntonio Scarpinetti<\/span><\/p><\/div>\n

Nuevos materiales<\/strong>
\nM\u00e1s all\u00e1 de las pr\u00f3tesis personalizadas con aleaciones de titanio, se desarrollan otras l\u00edneas de investigaci\u00f3n con instituciones colaboradoras, que involucran la b\u00fasqueda de nuevos materiales. Una de ellas, mediante un convenio con la UFRGS, se centra en las biocer\u00e1micas de fosfato de calcio, tales como la hidroxiapatita, un material similar a la parte mineral del hueso, y otros similares. \u201cRealizamos la s\u00edntesis y caracterizaci\u00f3n de cer\u00e1micas y modelamos las piezas en el equipamiento de prototipado r\u00e1pido\u201d, dice Cec\u00edlia Zavaglia, profesora del Departamento de Ingenier\u00eda de Materiales de la Facultad de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica (FEM) y vicecoordinadora del instituto. Estos materiales cer\u00e1micos que se desarrollaron, a los que se denomina beta fosfato tric\u00e1lcico, pueden emplearse como sustituto de huesos y dientes, para peque\u00f1as reparaciones. Se han realizado test in vitro<\/em> e in vivo<\/em> para evaluar la biocompatibilidad del material y su toxicidad. La pr\u00f3xima etapa ser\u00e1n los ensayos cl\u00ednicos.<\/p>\n

Otros materiales que se utilizan en la biofabricaci\u00f3n son los biopol\u00edmeros. La melaza de la ca\u00f1a de az\u00facar, la semilla del asa\u00ed y el aceite de ricino son materias primas de fuentes renovables\u00a0 que se utilizan para la fabricaci\u00f3n de esos materiales. A partir de la melaza, por ejemplo, los investigadores obtuvieron el poli\u00e1cido l\u00e1ctico, un pol\u00edmero que el organismo puede absorber a tasas controlables. \u201cRealizamos la polimerizaci\u00f3n del \u00e1cido l\u00e1ctico para utilizarlo como base en una serie de aplicaciones, tales como la regeneraci\u00f3n de tejidos, piel artificial, desarrollo de cart\u00edlagos y de huesos\u201d, dice Jardini. \u201cEse material puede utilizarse a modo de esqueleto para sembrar c\u00e9lulas que necesitan desarrollarse en un determinado entorno\u201d. En una impresora 3D, se procesa el pol\u00edmero para que adquiera el formato que se va a implantar en el paciente. Ese biopol\u00edmero se siembra entonces con c\u00e9lulas del propio paciente y, luego de su crecimiento, puede implantarse la pr\u00f3tesis en el sitio deseado.<\/p>\n

A partir de la semilla del asa\u00ed, se desarroll\u00f3 un poliuretano que se utiliza como pr\u00f3tesis \u00f3sea, principalmente en las regiones del cr\u00e1neo y de la cara (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 196<\/em>). Y el aceite de ricino asociado con el \u00e1cido c\u00edtrico deriv\u00f3 en un nuevo pol\u00edmero, que result\u00f3 en un dep\u00f3sito de patente. \u201cEl aceite de ricino que se obtuvo fue sometido a una reacci\u00f3n con el \u00e1cido c\u00edtrico, con lo cual se obtuvo un poli\u00e9ster reticulado a partir de un proceso de polimerizaci\u00f3n que no utiliz\u00f3 agentes t\u00f3xicos para inducir la reacci\u00f3n qu\u00edmica\u201d, dice Maria Ingrid Rocha Barbosa Schiavon. La investigadora comenz\u00f3 con su estudio durante el posdoctorado, cuyo resultado fue un dep\u00f3sito de patente en conjunto con otros investigadores del Biofabris.<\/p>\n

A partir del poli\u00e1cido l\u00e1ctico que se obtiene de la ca\u00f1a de az\u00facar, en asociaci\u00f3n con el poli 2-hidroxietil metacrilato (pHEMA), se elabor\u00f3 un pol\u00edmero h\u00edbrido como resultado de la investigaci\u00f3n de doctorado de Marcele Fonseca Passos, bajo la supervisi\u00f3n de Maciel y Carmen Gilda, del Departamento de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica de la Universidad Federal de Par\u00e1 (UFPA). La investigaci\u00f3n condujo a un dep\u00f3sito de patente, el proceso no precisa de agentes qu\u00edmicos, y el producto obtenido posee uso potencial en odontolog\u00eda, regeneraci\u00f3n parcial de cart\u00edlago, de meniscos y de oreja. Las pruebas de toxicidad revelaron biocompatibilidad del pol\u00edmero y en la actualidad se est\u00e1n realizando ensayos con animales en la Facultad de Biolog\u00eda de la UFPA, en colaboraci\u00f3n con el Instituto Evandro Chagas, tambi\u00e9n en el estado de Par\u00e1.<\/p>\n

Proyectos
\n1.<\/strong> Biofabris \u2013 Instituto de Biofabricaci\u00f3n (n\u00ba 2008\/57860-3<\/a>); Modalidad<\/strong> Proyecto Tem\u00e1tico \u2013 INCT; Investigador responsable<\/strong> Rubens Maciel Filho (Unicamp); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 2.691.894,52 (FAPESP) y R$ 2.239.094,33 (CNPq).
\n2.<\/strong> S\u00edntesis de biopol\u00edmeros ep\u00f3xicos a partir de fuentes renovables para la construcci\u00f3n de dispositivos biom\u00e9dicos utilizando t\u00e9cnicas de prototipado r\u00e1pido y bioelaboraci\u00f3n (n\u00ba 2009\/16480-6<\/a>); Modalidad<\/strong> Beca de Posdoctorado; Investigador responsable<\/strong> Rubens Maciel Filho (Unicamp); Becaria<\/strong> Maria Ingrid Rocha Barbosa Schiavon; Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 215.732,36 (FAPESP).
\n3.<\/strong> Redes IPNs de pHema-PLA para aplicaci\u00f3n en ingenier\u00eda de tejidos (n\u00ba 2011\/18525-7<\/a>); Modalidad<\/strong> Beca de doctorado; Investigador responsable<\/strong> Rubens Maciel Filho (Unicamp); Becaria<\/strong> Marcele Fonseca Passos; Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 177.978, 84 (FAPESP).<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nCALDERONI, D. R. et al.<\/em> Paired evaluation of calvarial reconstruction with prototyped titanium implants with and without ceramic coating<\/a>. Acta Cir\u00fargica Brasileira<\/strong>. v. 29, p. 579-87. 2014.
\nJARDINI, A. L. et al.<\/em> Cranial reconstruction: 3D biomodel and custom-built implant created using additive manufacturing<\/a>. Journal of Cranio-Maxillo-Facial Surgery<\/strong>. v. 42, p. 1877-84. 2014.
\nLAROSA, M. A. et al<\/em>. Microstructural and mechanical characterization of a custom-builtimplant manufactured in titanium alloy by direct metal laser sintering. <\/a>Advances in Mechanical Engineering<\/strong>. v. 2014. p. 1-8. 2014.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Implantes de aleaci\u00f3n de titanio para pacientes sin huesos del cr\u00e1neo ","protected":false},"author":22,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[278,297,312],"coauthors":[115],"class_list":["post-205678","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-biologia-es","tag-ingenieria","tag-innovacion"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/205678","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/22"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=205678"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/205678\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=205678"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=205678"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=205678"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=205678"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}