Sistema de fabrico rápido de implantes ortopédicos / Rapid manufacturing system of orthopedics implants

RESUMO

Este estudo teve como objectivo o desenvolvimento uma metodologia de fabrico rápido de implantes ortopédicos, em simultaneidade com a intervenção cirúrgica, considerando duas potenciais aplicações na área ortopédica o fabrico de implantes anatomicamente adaptados e o fabrico de implantes para substituição de perdas ósseas. A inovação do trabalho desenvolvido consiste na obtenção in situ da geometria do implante, através da impressão directa de um material elastomérico (polivinilsiloxano) que permite obter com grande exactidão a geometria pretendida. Após digitalização do modelo obtido em material elastomérico, o implante final é fabricado por maquinagem recorrendo a um sistema de CAD/CAM dedicado. O implante após esterilização, pode ser colocado no paciente. O conceito foi desenvolvido com recurso a tecnologias disponíveis comercialmente e de baixo custo. O mesmo foi testado sob a forma de uma artroplastia da anca realizada in vivo numa ovelha. O acréscimo de tempo de cirurgia foi de 80 minutos sendo 40 directamente resultantes do processo de fabrico do implante. O sistema desenvolvido revelou-se eficiente no alcance dos objectivos propostos, possibilitando o fabrico de um implante durante um período de tempo perfeitamente compatível com o tempo de cirurgia.

ABSTRACT

This study, aimed the development of a methodology for rapid manufacture of orthopedic implants simultaneously with the surgical intervention, considering two potential applications in the fields of orthopedics the manufacture of anatomically adapted implants and implants for bone loss replacement. This work innovation consists on the capitation of the in situ geometry of the implant by direct capture of the shape using an elastomeric material (polyvinylsiloxane) which allows fine detail and great accuracy of the geometry. After scanning the elastomeric specimen, the implant is obtained by machining using a CNC milling machine programmed with a dedicated CAD/CAM system. After sterilization, the implant is able to be placed on the patient. The concept was developed using low cost technology and commercially available. The system has been tested in an in vivo hip arthroplasty performed on a sheep. The time increase of surgery was 80 minutes being 40 minutes the time of implant manufacturing. The system developed has been tested and the goals defined of the study achieved enabling the rapid manufacture of an implant in a time period compatible with the surgery time.