Precision and accuracy of four current 3D Printers to achieve models for Fixed Dental Prosthesis / Precisão de quatro impressoras 3D para obtenção de modelos para prótese fixa

ABSTRACT The aim of this study was to compare the accuracy and precision of 3D printers used to obtain models of fixed dental prostheses. A fixed dental prosthesis preparation was scanned and reproduced by four 3D printers: RapidShape P40, Asiga MAX, Varseo, and Photon. The impressions were scanned again, and the dataset was compared to the original dataset. Mean discrepancies (μm) were 52.97±20.48 (RapidShape P40), 68.27±43.53 (Asiga MAX), 62.22±56.21 (Varseo), and 80.03±28.67 (Photon). There was no difference (p=0.314) in accuracy; however, the precision differed (p=0.015) among the 3D printers. The printers had distinct precision but did not differ in accuracy.

RESUMO O objetivo desse trabalho foi comparar a acurácia e a precisão de impressoras 3D utilizadas para a obtenção de modelos para prótese fixa. Um preparo para prótese fixa foi escaneado e reproduzido por 4 impressoras 3D: RapidShape 3D, Asiga MAX, Varseo e Photon. As impressões foram novamente escaneadas, e o dataset escaneado foi comparado ao original. Os esca neamentos foram sobrepostos digitalmente e determinada a discrepância entre os modelos original e impresso. A discre pância média (μm) entre os modelos foi de foi 52,97±20,48 (RapidShape 3D), 68,27±43,53 (Asiga MAX), 62,22±56,21 (Varseo) e 80,03±28,67 (Photon). Não houve diferença (p=0,314) entre os valores médios, os quais representam a acurácia; entretanto, o desvio padrão dessas foi diferente (0,015), indicando diferença na precisão das impressoras 3D.

A three-dimensional printed photopolymer resin implant for orbital rehabilitation for evisceration / Implante de resina fotocurável para evisceração produzido por impressora tridimensional

ABSTRACT Purpose: To evaluate the biocompatibility of three-dimensional (3D) printed orbital spheres for evisceration. Materials: A total of 10 consecutive patients (eight females and two males; mean age, 46.8 ± 14.2 years) underwent evisceration of blind painful eyes. 3D spherical implants produced by a rapid prototype machine were used to restore orbital volume. The implants were produced from a commercially available photocurable resin (Fullcure®). Systemic toxicity was evaluated by comparing serum biochemical measurements (creatine phosphokinase, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, albumin, creatinine, urea, alkaline phosphatase, and C-reactive protein) before and at 12 months after surgery. Local toxicity was assessed by the evaluation of signs of socket inflammation at the first postoperative month. Changes in implant size were determined by computed tomography scans at 2 and 12 months after surgery. Results: The postoperative evaluations were uneventful. The biochemical evaluation showed no significant changes after surgery. None of the patients presented signs of orbital implant inflammation, infection, exposure, or extrusion. Computed tomography scan evaluations revealed no changes in implant size. Conclusion: To the best of our knowledge, this is the first phase-1 clinical study to certify the biocompatibility of the Fullcure resin for orbital implants in humans. The 3D printing technology permits fast and accurate production of implants for this purpose.

RESUMO Objetivos: Avaliar a biocompatibilidade das esferas produzidas por impressora tridimensional em evisceração. Pacientes e métodos: Evisceração por olho cego doloroso foi realizada em 10 pacientes consecutivos (8 mulheres, idade média: 46.8 ± 14.2 anos). Os implantes esféricos foram produzidos pelo sistema de prototipagem rápida utilizando dados tridimensionais computadorizados. O material utilizado para produção dos implantes foi a resina fotocurável Fullcure®. A avaliação da toxicidade sistêmica do material foi realizada por meio da dosagem de marcadores bioquímicos (creatina fosfoquinase, aspartato aminotransferase, alanina aminotransferase, albumina, creatinina, ureia, fosfatase alcalina, e proteína C-reactiva) antes da cirurgia e aos 12 meses de pós-operatorio. A avaliação da toxicidade local foi realizada por meio do registro qualitativo dos sinais inflamatórios no lado operado durante o primeiro mês de pós-operatório. O tamanho dos implantes foi medido em tomografias computadorizadas (CT) aos 2 e 12 meses de pós-operatório. Resultados: A avaliação bioquímica mostrou que os marcadores estudados não sofreram alterações significativas após a cirurgia. Nenhum paciente apresentou sinais de inflamação atípica, infecção, exposição ou extrusão. A avaliação tomográfica não demonstrou mudanças nos tamanhos dos implantes. Conclusão: O presente trabalho é o primeiro estudo clínico realizado para atestar a biocompatibilidade dos implantes orbitais de resina fotocurável Fullcure. A produção dos implantes pela técnica de impressão tridimensional, utilizando essa resina, permite a disponibilização rápida e acurada do produto final

Clinical application of atlantoaxial pedicle screw placement assisted by a modified 3D-printed navigation template

OBJECTIVES: To investigate the primary clinical value of atlantoaxial pedicle screw placement assisted by a modified 3D-printed navigation template. METHODS: We retrospectively analyzed the cases of 17 patients treated from June 2015 to September 2016 with atlantoaxial pedicle screw placement assisted by a modified 3D-printed navigation template. All procedures were performed prior to surgery, including thin-slice CT scanning, medical image sampling and computerized 3D modeling of the atlantoaxial joint, optimal pedicle screw trajectory determination, and anatomical trait acquisition for the atlantoaxial pedicle, spinous process of the axis, vertebral lamina and posterior lateral mass, and design of a reverse template. During surgery, a navigation template was tightly attached to the atlantoaxial joint to assist in pedicle screw placement. Surgeons subsequently used an electric drill to remove the template through a guide channel and then placed the atlantoaxial pedicle screw. Observed indexes included the VAS score, JOA improvement rate, surgery duration, and blood loss. RESULTS: Surgery was successful in all 17 patients, with an average operation duration of 106±25 min and an average blood loss of 220±125 ml. Three days postoperatively, the VAS score decreased from 6.42±2.21 to 3.15±1.26. Six months postoperatively, the score decreased to 2.05±1.56. The postoperative JOA score increased significantly from 7.68±2.51 to 11.65±2.72 3 d after surgery and to 13.65±2.57 after 6 months. Sixty-eight pedicle screws were inserted successfully, with 34 in the atlas and 34 in the axis. According to the Kawaguchi standard, 66 screws were in grade 0 (97.06%), and 2 were in grade 1 (2.94%). The pre- and postoperative transverse and sagittal screw angles showed no significant differences. CONCLUSIONS: Atlantoaxial pedicle screw placement assisted by a modified 3D-printed navigation template is worth recommending due to the improved accuracy in screw placement, improved patient safety and beneficial clinical effects.

Órtese com impressão 3D para ombro: relato de caso / 3D print orthesis for shoulder: case report

Subluxação do ombro é a complicação musculoesquelética mais comum das afecções do Sistema Nervoso Central e Periférico, que leva a diminuição do movimento, da função e aumento de dor. Órtese é um dos recursos auxiliares utilizados no tratamento desta patologia e visa corrigir deformidade, diminuir dor e proporcionar função ao membro acometido. Objetivo: Este trabalho propõe uma nova metodologia para projetar e fabricar órteses customizadas estabilizadoras de ombro utilizando as tecnologias de aquisição 3D por escaneamento e de fabricação por Impressão 3D, e assegurar melhor adaptabilidade e maior conforto para o usuário. Método: A metodologia utilizada neste estudo foi dividida em cinco fases: estudo de caso, escaneamento, modelagem e impressão em 3D; e acabamento. O estudo de caso do usuário com lesão de plexo braquial motivou o projeto de desenho original de órtese híbrida, personalizada e manufaturada em 3D, usando estrutura rígida e faixas de tração, com objetivo de estabilizar o ombro, diminuir a dor e permitir função. Resultados: Após escaneamento em 3D utilizou-se softwares especializados para processar a imagem tridimensional STL. Realizaram-se otimizações do projeto com geração de modelos e peças prototipadas em FDM; avaliada pelo usuário. O conceito desenvolvido foi: órtese personalizada, fácil de higienizar e vestir, resistente, articulada, veste nos dois braços com faixas de tração em tecido rígido acoplado à cintura. Conclusão: O teste com usuário corroborou com o conceito projetado e mostrou um protótipo preliminar com bom acoplamento ao tronco, tração satisfatória e possibilidade de realizar um maior número de AVD´s com menos dor e/ou sensação de cansaço

Subluxation of the shoulder is the most common musculoskeletal complication of Central and Peripheral Nervous System disorders, which leads to decreased movement, function, and increased pain. Objective: Orthosis is one of the assistive devices used in the treatment of this pathology and it focuses in correcting deformity, decreasing pain and providing function to the affected member. This study proposes a new methodology for designing and manufacturing customized shoulder stabilization orthoses with 3D scan image acquisition and 3D printing technologies, for ensuring better adaptability and comfort for the user. Method: The methodology used in this study was divided into five phases: case study, scanning, modeling and 3D printing; and finishing. The case study included a user with brachial plexus injury that motivated the original design of hybrid orthosis, personalized and manufactured in 3D, with rigid structure and traction straps, for stabilizing the shoulder, reduce pain and allowing function. Results: After 3D scanning, we used specialized software to process the three-dimensional STL image. Optimization of the project with generation of models and prototyped parts in FDM based on the user evaluations was performed. The developed concept was: personalized orthosis, easy to clean and wear, resistant, articulated, for wearing in both arms with traction straps in rigid fabric coupled to the waist. Conclusion: The user test corroborated with the designed concept and showed a preliminary prototype with good trunk coupling, satisfactory traction and possibility of performing a greater number of ADLs with less pain and/or tiredness