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Resultados do programa ProMED* e ações
tomadas com base na sua visão de futuro
Izaque Alves Maia, M.Sc., Ph.D
IV WORKSHOP GESITI/Saúde
14a Semana Nacional de Ciência e Tecnologia do CTI Renato Archer 2017
25 Outubro 2017
*Programa de PD&I para Aplicações de Tecnologias Tridimensionais para a Medicina/Saúde
Programa de PD&I para Aplicações de Tecnologias Tridimensionais para a
Medicina/Saúde - ProMED
● Missão
● Ecossistema Tecnológico – DT3D
● Histórico
● Resultados
● Ações tomadas com base na visão de futuro
Missão do ProMED
Reduzir os custos para os sistemas públicos de saúde
e previdenciário, a partir de PD&I em soluções de
engenharia, com base em tecnologias tridimensionais,
para auxílio ao planejamento cirúrgico complexo.
Dr. Jorge Vicente Lopes da Silva
(Criador e gestor do ProMED)
Programas de Pesquisa, Desenvolvimento e
Inovação
Ecossistema Tecnológico
DT3D - Hoje Núcleo de Tecnologias Tridimensionais – NT3D (Novo Regimento do CTI)
ProEXP – Programa de PD&I em aplicações de Tecnologias 3D em Experimentos Científicos
ProIND – Programa de PD&I em Aplicações de Tecnoloigas 3D na Indústria
Divisão de Tecnologias Tridimensionais (DT3D)/ CTI
HISTÓRICO DO ProMED
Processo de
Aquisição da
primeira impressora
3D do CTI (1997),
antecipando a
aplicação
na saúde
1997
1999 Primeira impressão 3D no CTI Renato Archer
Servidores do CTI: Rosana B. Haddad, Jorge V. L. Silva, Paulo C. Berardi
Nota: O Modelo digital para impressão foi desenhado em CAD e obtido na Internet
2000 Primeiro caso cirúrgico – reconstrução mandibular
Dr. César Oleskovicz - Hospital de Base de Brasília
2000 Início do desenvolvimento do software InVesalius para
vizualização e tratamento de imagens médicas.
Primeiro software livre no mundo para integração entre scanners
médicos e impressão 3D
Palestrantes do 1º workshop de impressão 3D na saúde no Brasil2000
A partir da esquerda: Dr. Tomaz Pulga Leivaz
Dr. Ailton Santa Bárbara
Dr. Sergio San Juan Dertkigil
Dr. Luiz Antonio Athayde Cardoso
Dr. Jorge V. L. Silva
Dr. Cesar Oleskovicz
Dr. Eduardo Meurer
Dr. Everton da Rosa
2001 Início da cooperação com o hospital SOBRAPAR – Crânio e Face
Dr. Cassio Menezes Raposo do Amaral – Fundador da SOBRAPAR
(in memoriam)
2003 Primeira conclusão de tese em colaboração com o CTI nas tecnologias
3D para a saúde
Tese de doutorado defendida pelo cirurgião Dr. Eduardo Meurer: Odontologia PUC-RS
2005 Inicio do Grupo de Bioengenharia
2006 Inicio do Projeto Fab@CTI
Eng. Paulo Inforçatti Neto M.Sc.
Dr. Pedro. Y. Noritomi
2006 Visita do Dr. Henri Kawamoto à SOBRAPAR e ao CTI
Foto de Augusto de Paiva da Agência Anhanguera de Comunicações 12/04/2006
Dr. Henri Kawamoto (ao centro) da Universidade da California – Los Angeles, com cirurgiões da
SOBRAPAR planejando cirurgia com um dos crânios produzidos no ProMed – CTI.
Dr. Kawamoto era, na época, considerado um dos mais conceituados cirurgiões craniofaciais do
mundo.
2008 Inauguração da 2ª Impressora 3D com tecnologia SLS
Financiada pela Secretaria de Inclusão Social (SECIS) do Ministério
da Ciência e Tecnologia e Inovação (MCTI)
Prof. Dr. Silvio Barbin – Coordenador do CTI
Sr. Joe Valle – secretário da SECIS/MCTI
Dr. Jorge V. L. Silva – Chefe da DT3D
A partir da esquerda:
2009 Início de uma série de 4 convênios com o Ministério da Saúde
1) Acompanhar as novas tecnologias de Manufatura Aditiva (impressão 3D)
2) Incorporar novas funcionalidades ao software InVesalius
3) Incorporar novos conhecimentos para melhoria contínua das soluções
4) Contribuir para um banco de dados para estudos de casuística
5) Incorporar novas informações para o prontuário médico
6) Indicar novas necessidades em processos e materiais de manufatura aditiva
para atendimento à area da saúde
7) Indicar novas linhas de pesquisa em aplicações de tecnologias 3D na saúde.
8) Promover a criação de redes de pesquisa e cooperação envolvendo cirurgia,
reabiitação e tecnologia assistiva com base em tecnologias 3D.
Importância em manter cooperação contínua com hospitais
2011 1º Workshop Internacional em Biofabricação realizado no Brasil
A partir da esquerda:
Dr. Turlif Vilbrandt (Uformia - Noruega), Dr. Evan Malone (fundador do NextFab Studio – EUA)
Dr. Jorge V. L. Silva (chefe da DT3D/CTI), Dr. Vladimir Mironov (University of South Carolina - EUA)
1a. Certificação em serviços2011
2012 2a. Certificação. P&D e serviços
Vinda do Dr. Vladimir Mironov (North Caroline University) para o CTI como
pesquisador visitante. Pioneiro na área de biofabricação de órgãos
2012
2016
Impressora 3D Two-Photons
+ microtomógrafo
RESULTADOS DO ProMED
Grupo de Desenvolvimento do Software InVesalius
Grupo de Biomodelagem
Grupo de Bioengenharia
Grupo de Biofabricação
Resultados Quantitativos
Distribuição do Software Livre InVesalius
Dados a partir de Março de 2013. Instalações: 23536 (380 em universidades)
Países: 144
Idiomas: 16
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1 16
84 69115 107
293242
264295 298
375
480 459
516
711
505
nú
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en
did
os
Ano
Resultados Quantitativos
Casos cirúrgicos atendidos pelo ProMED ao longo dos anos
Total até 23/10/2017: 5093 casos
Resultados Quantitativos
Distribuição dos hospitais no território nacional e outros países da América Latina
com os quais o ProMED colaborou. Cerca de 270 hospitais
Cidades onde foram ministrados cursos de treinamento para formação de núcleos
espelhos do ProMED. Dados de 2015.
Resultados Quantitativos
Contribuição da DT3D/ ProMED nos indicadores do CTI no período
2011 – 2016
Indicadores %
IPUB 50
IGPUB 23
Depósito de Patente
22
Teses de doutorado, dissertações de mestrado e trabalhos de pó-doutorados apoiados: ~ 200
* Compilação feita a partir de dados do SIGTEC
Resultados Quantitativos
IPUB – Publicações em revistas indexadas no SCI
IGPUP – Publicações gerais
Sistema de neuronavegação utilizando o InVesalius.
Estimulação
eletromagnética
Posicionador em cruz
Sobre imagem 2D
Posicionador na forma de
ponto sobre imagem 2D
Resultados Qualitativos
Colaboração com o Instituto de Física/USP/Ribeirão Preto
Depósito de Pedido de Patente: Araujo, D. B et. al. BR1020130256510 04/10/2013
Resultados Qualitativos
(a)Biomodelos de crânios com diversas anomalias, marcados com linhas de planejamento cirúrgico
(Colaboração: Dr. Cassio Raposo do Amaral - Hospital de Crânio e Face – Sobrapar - Campinas).
(b) Biomodelo contendo tecidos duros (coluna) e tecidos moles
(Colaboração: Dr. José Carlos Barbi Gonçalves - Centro Médico de Campinas).
Biomodelos para planejamento cirúrgico
(a)Prótese para globo ocular
(Fonte: Dr. Carlos Eduardo Mendonça Batista - Hospital Universitário da Universidade Federal do Piauí).
(b) Pré-moldagem de placa-padrão em mandíbula
(Fonte: Dr. Ronaldo de Freitas - Escola de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo).
Conformação de telas e placa-padrão sobre biomodelo
Resultados Qualitativos
Molde para Conformação de prótese customizada de PMMA Poli(metil Metacrilato) para cirurgias de
cranioplastia
(a) modelagem digital do molde,
(b) impressão 3D do molde,
(c) moldagem da prótese realizada no hospital
(d) teste de acoplamento da prótese em biomodelo contendo a falha craniana
Resultados Qualitativos:
Vídeo caso Jordany
04/02/2015:
Resultados Qualitativos:
https://www.youtube.com/watch?v=jLfx0mvLbyM&featu
re=youtu.be
Dr. Pablo Maricevich – Hospital da Restauração (HR) de Recife (Imagem mostrada
com permissão).
*100 casos: empresa R$18.000.000,00 tecnologia ProMED: R$: 252.000,00
Resultados Qualitativos:
Guias cirúrgicas personalizadas.
(a) Guia para seringa para aplicação de injeção em músculo não exposto (Colaboração, Dra. Oliveira Aleli.
T. Oliveira et al. Colaboração: UFRJ – Rio de Janeiro)
(b) Guia para corte em Joelho (Colaboração: Dr. José Carlos Barbi Centro Médico de Campinas
(c) Guia para posicionamento de implantes osteointegrados para suportar órtese auricular (Colaboração: Dr.
Marcelo Carneiro do Hospital Ophir Loyola, Belém-Pará)
(d) Guia para inserção de implante dentário (Colaboração: Dr. Giovanni A. Di Giacomo – UNIFESP – São
Paulo
Resultados Qualitativos:
(a) (b)
Exemplo de próteses exploratórias produzidas em impressão 3D em metal
(a) assoalho orbitário
(b) côndilo
Resultados Qualitativos:
Dispositivos de Tecnologia Assistiva
(a) Soquete de prótese em amputado transtibial
(Fonte: Liz L. Ojeda, - Instituto Tecnológico de Monterrey (México) e empresa
Ottobock,
(a) Órtese para auxiliar movimento de dedo
Resultados Qualitativos: Tecnologia Assistiva
BioengenhariaRefinamento do modelo digital da órtese de dedo
(a) Imagem da região para refinamento
(b) Distribuição de tensões da região selecionada
Resultados Qualitativos
Simulação mecânica computacional das tensões em
prótese de crânio com partes móveis
(a) Simulação computacional utilizando o métodos de elementos finitos
(b) Prótese moldada em PMMA testada no respectivo modelo de crânio para pessoas em idade de
crescimento.
Resultados Qualitativos: Bioengenharia
BIOFABRICAÇÃO (TI + Biologia)
Plataforma computacional para simulação de sistemas
complexos (biológicos). Do nível molecular
ao nível macro
Bioreactor: Alimentação
de órgãos impressos por perfusão
Scaffolds para crescimento tecidual
(a) PHB – polyhydroxibutirato
(b) , (c ) PCL – policaprolactona.
Resultados Qualitativos
(a) (b) (c)
Plataforma multiprocesso/multimaterial Fab@CTI
(a) Visão geral,
(b) Suporte para acoplamento de cabeças intercambiáveis,
(c) Cabeças intercambiáveis para material na forma de pasta (esquerda), fio (meio) e pó (direita)
Resultados Qualitativos: biofabricação
LockyballsImpressora 3D Two-Photons
(a)representação dos Lockyballs em escala macro (Fonte: Promed/CTI);
(b) microscopia eletrônica de um Lockyball (diâmetro 200 micra)(Fonte: Technische Universität Wien);
(c) Lockyballs colonizados por células (Fonte: Inmetro).
Resultados Qualitativos: Biofabricação
Visão Artística de Bioimpressão
a) Extracorpórea
b) Intracorpóerea
Resultados Qualitativos: Biofabricação
Ações tomadas com base na visão de futuro
Personalização das soluções de engenharia para cirurgias a custos
accessíveis ao SUS.
Desafios tecnológicos para aumento do grau de personalização
(grau de personalização)
Gente que faz
De 2015 até o presente momento
Impressora 3D de metal por feixe de elétrons (EBM)
Primeira adquirida no hemisfério sul
A partir do fundo:
M.Sc. Paulo Inforçatti (Eng. Computação)
Eng. Jason Scott (ARCAM)
M.SC. Marcelo F. Oliveira (Matemática)
Dr. Jorge V. L. Silva ( Eng. Eletricista)
Dr. Pedro Y. Noritomi (Eng. Mecânica)
03/03/2016
Primeiras peças cirúrgicas
Grupo pioneiro no Brasil em pesquisas na bioimpressão de órgãos
Grupo de Biofabricação
A partir da esquerda (frente)
M.Sc. Paulo Inforçatti (Eng. Computação)
Eng. Julia Nogueira (Eng. Mecânica)
Eng. Veronica Passamai (Eng. Biomédica)
Bolsista I.C. Viviane Lara ( Eng. Mecânica)
M.Sc. Hermano Peixoto (Eng. Elétrica)
A partir da esquerda (atrás)
M.Sc. Fábio Vilalba (Eng. Industrial)
Dra. Janaina Dernowsek (bióloga)
Dr. Rodrigo Rezende (Eng. Elétrico)
Designer: Otávio Amorim
Dr. Vladimir Mironov (Médico)
Dr. Jorge V. L. Silva (Eng. Eletricista)
Grupo de pesquisa e desenvolvimento do software
InVesalius para a área médica
A partir da esquerda:
Tecnólogo Thiago Franco de Moraes (Processamento de Dados )
M.Sc. Jairson da Conceição Dinis (Engenheiro Biomédico)
M.Sc. Paulo Henrique Junqueira Amorim ( bacharel em Ciência da Computação)
M.Sc. Mario Regino Moreno Guerra (Eng. Mecatrônico)
M.Sc. Dalton Ieda Fazanaro (B.Sc. Matemática Aplicada e computacional)
Prof. Dr Helio Pedrini (IC-UNICAMP)
Grupo de Biomodelagem Digital
A partir da esquerda:
B.Sc, Lic. Biologia. Fabiana Giora ((Biologia)
B.Sc./Lic. Airton Moreira da Silva (Ed. Física)
B.Sc. / Lic. Amanda Amorim Nunes (Matemática)
Eng. Anderson Camilo (Eng. Controle e Automação)
Trabalho remoto: Sorriso / MTB.Sc. / Lic. Ana Claudia Matzenbacher (Biologia)
Grupo de Bioengenharia
A partir da esquerda (frente):
M.Sc. Daniel T. Kemmoku (Eng. Mecânica)
Bolsista IC Thais Braga Baker (Eng. Mecânica)
Bolsista IC Henrique T. Idogava (Eng. Mecânica)
Eng. Paula Midori Kaneko (Eng. Mecânica)
A partir da esquerda (atrás):
Dr. Pedro Yoshito Noritomi (Eng. Mecânico)
Prof. Dr. José Augusto G. P. Oliveira (Cirurgião UFPB)
Bolsista IC Elaine F. Soares (Sist. de Informação)
M.Sc. Pedro F. M. Perestrelo (Eng. Automotivo)
Grupo de Impressão 3D
A partir da esquerda:
Téc. Jonathan de Oliveira Diniz (Eletricista de Manutenção)
Eng. Aline Helena Ferreira (Eng. de Controle a Automação)
Téc. Gabriel Gonçalves Oliveira (Graduando em Mecatrônica)
MSc. Paulo Inforçatti Neto (Engenharia de Computação)
Técnico Mateus Oliveira dos Santos ( Graduando em Administração)
Financiamentos e apoiosFinanciamentos e apoios
AGRADECIMENTOS
Dr. Jorge Vicente Lopes da Silva
Divisão de Tecnologias Tridimensionais - DT3D
Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer - CTI
Fone (19) 3746 6142
28 de dezembro de 2015
A todas as pessoas e instituições que fizeram e
fazem parte da história do ProMed nestes 15
anos
Contamos com o apoio e colaboração de todos
vocês para os próximos 15 anos