Universidade Braz Cubas

IMPRESSORA 3D

Prof.ª Eliana dos Santos Costa Lana

Marcio Rodrigues da Fonseca – 270152

Allan Cesar de Oliveira Silva - 271711

Alessandra Amorim Silva – 271298

Viviane da Silva –

Wagner –

Jorge -

Turma:

Curso: Engenharia de Produção

Mogi das Cruzes - SP

Maio - 2014

1

1 Sumário

2 INTRODUÇÃO.........................................................................................................4

3 OBJETIVO................................................................................................................4

4 A ERA DAS IMPRESSORAS 3D............................................................................5

5 O QUE É UMA IMPRESSORA 3D.........................................................................6

6 COMO FUNCIONA A IMPRESSÃO 3D................................................................6

6.1.1 Princípio................................................................................................................7

6.1.2 Qual software utilizar............................................................................................7

6.1.3 Material de Suporte...............................................................................................8

7 MATÉRIA-PRIMA...................................................................................................8

7.1.1 Bioimpressão 3D...................................................................................................9

8 APLICAÇÃO DA IMPRESSORA 3D NAS DIVERSAS ÁREAS........................10

8.1.1 Engenharia..........................................................................................................10

8.1.2 Arquitetura:.........................................................................................................12

8.1.3 Publicidade e marketing......................................................................................12

8.1.4 Da Educação.......................................................................................................12

8.1.5 Alimentação........................................................................................................12

8.1.6 Arqueologia e paleontologia:..............................................................................13

8.1.7 Patologia forense.................................................................................................13

8.1.8 Moda...................................................................................................................13

9 USO DA IMPRESSORA 3D NA MEDICINA.......................................................14

2

9.1.1 Entenda por que a impressora 3D é tão importante para a medicina..................15

10 EXEMPLOS QUE PODEM REVOLUCIONAR A MEDICINA..........................16

10.1.1 Imprimir células-tronco embrionárias humanas.................................................16

10.1.2 Imprimir vasos sanguíneos e tecido cardíaco.....................................................17

10.1.3 Imprimir pele......................................................................................................17

10.1.4 Consertando um coração partido........................................................................17

10.1.5 Imprimindo cartilagens e ossos...........................................................................18

10.1.6 Estudar câncer com células impressas................................................................18

10.1.7 Imprimir órgãos..................................................................................................19

10.1.8 Impressão 3D de ouvido humano........................................................................19

10.1.9 Impressão 3D de implante de traquéia................................................................19

10.1.10 Impressão 3D de prótese de crânio.................................................................20

11 VANTAGENS.........................................................................................................22

12 DESVANTAGENS.................................................................................................22

13 CONSIDERAÇÕES FINAIS..................................................................................23

14 CONCLUSÃO.........................................................................................................23

15 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................25

3

2 INTRODUÇÃO

Este trabalho tem como objetivo apresentar novos meios de produção através

da Impressão 3D, e também expor suas diversidades de produção, atuando em

diferentes segmentos e com diversos tipos de matéria prima, tendo como foco à

tecnologia da Impressora 3D, a nova tendência do mercado atual.

Se tratando de tecnologia atual a Impressora 3D não deixa nenhuma dúvida

que o futuro da tecnologia passa por ela;

As pesquisas realizadas neste trabalho expõem os pontos positivos do

desenvolvimento da impressora 3D, na qual foram analisadas áreas que mais se

beneficiaram com esta nova tecnologia, e que benefícios que ela trará para a

sociedade em geral, exibiram também os pontos negativos dessa tecnologia, na qual

relatarão os perigos do poder da cópia, com intuito desvendar parte dos mistérios da

impressora 3D.

É Importante ressaltar que Alguns projetos da Impressora 3D citados neste

trabalho se encontram em fase de desenvolvimento, vale lembra que o processo de

Aperfeiçoamento seguem do mesmo se encontram avançados.

3 OBJETIVO

O objetivo desse trabalho é elaborar uma pesquisa sobre o forte impacto das

impressoras 3D que tem revolucionado o mercado de impressoras aqui no Brasil,

em relação a engenharia, na produção 100% de produtos brasileiros, valorizando

não só a procura por esses equipamentos importados, mas agregando o nosso

mercado de exportações, que ganham cada vez mais espaço no setor de protótipos

e modelagem tridimensional.

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No Brasil algumas empresas são responsáveis pelo setor de impressoras

3D, a Cliever Tecnologia, Robtec, Metamáquina que fazem parte das principais

empresas fabricantes dessa tecnologia 3D, constituindo, constituindo o seleto grupo

consagrado do mercado mundial. Isso quer dizer que as opções para quem quer

investir em uma máquina dessas terá a grande chance importar de fora quanto

comprar aqui no Brasil.

A impressão agrega importantes valores científicos e econômicos em varias

áreas, e podemos de antemão citar algumas áreas, como por exemplo, a construção

civil, produtos alimentícios, educação, arquitetura e têxtil entre várias outras

importantes áreas, uma das mais significativas é a da saúde, que por meio de

estudos científicos bem sucedidos atingi com sucesso vários aspectos da saúde, a

impressão de órgãos, próteses, a pare óssea, vacinas, remédios e a impressão

estética, que vão beneficiar mundialmente a todos no combate e na cura de

doenças, filas de espera por transplantes de órgãos, mais êxito na fabricação de

próteses possibilitando aos seus usuários mais conforto uma melhoria significativa

na estética da prótese, já que a mesma pode ser impressa no mesmo padrão do

membro original, e finalmente uma grande revolução na questão estética, que

atualmente esta sendo muito eficaz em transplantes faciais e uma maior precisão

médica antes de qualquer procedimento cirúrgico.

4 A ERA DAS IMPRESSORAS 3D

Quando falamos em impressora 3D a primeira coisa que nos vem em mente é

de algo novo muito recente, porém a primeira impressora em 3D foi criada em 1984

por Charles Hull, que em vez de tinta no papel, constrói objetos por camadas, mas

apenas nos últimos anos ela evolui e baixou o preço, e enfim iniciou-se a revolução;

O Americano Jay Leno apresentador de um programa de TV Chamado The

Tonight Show, é fã de carros antigos, este Hobby só tinha um problema: Peças

antigas São raras, quando não existente, daí que Surgiu a ideiade imprimir partes de

seu Stanley Stearmer 1909, um carro de sua coleção movido a vapor, tau como o

5

esperado a ideia de certo e o ramo Automotivo é um dos que mais investem na

tecnologia, segundo Luiz Fernando Dompieri, diretor geral da fabricante de

protótipos 3D Robtec;

As impressoras não só darão vidas as clássicos, mas iram compor uma nova

geração de carros, em 2011 foi apresentado pela Kor Ecologic o primeiro carro

Impresso, que ganhou o nome de Urbee, este veiculo além de ter vida útil maior que

as dos carro convencionais, ele faz 100 quilômetros com 1litro de gasolina, levando

em conta que ele chega atingir a velocidade de 112 quilômetros por hora, passa ser

um carro muito econômico;

5 O QUE É UMA IMPRESSORA 3D

As impressoras 3D são equipamentos que permitem imprimir qualquer tipo de

coisa usando a tecnologia tridimensional. Os materiais usados na impressão

costumam ser resina plástica e modelagens com laser. Com elas é possível cria os

mais diversos tipos de objetos, como peças decorativas, alimentos, tatuagem, até

mesmo partes de equipamentos industriais, tudo em apenas algumas horas. Embora

alguns desses produtos não passem de moldes para serem preenchidos pelo

material do produto final, muitos objetos podem ser utilizados como produto final,

como bonecos e acessórios para celulares.

Há pouco mais de dez anos atrás, para adquirir a essa tecnologia, era

necessário desembolsar cerca de 30 mil dólares. Em 2009 já se podia encontrá-la

por cinco mil dólares e hoje, é possível adquirir um modelo tradicional simples por

menos de 700 dólares. Essa popularização permitiu a aquisição não só para

produção industrial, mas também para uso pessoal.

E com a estimativa de serem reduzida ainda mais, uma série de novas

aplicações passou a fazer parte de varias possibilidades.

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6 COMO FUNCIONA A IMPRESSÃO 3D

A Impressão 3D é um processo chamado de “Fabricação Aditiva”, uma forma

de prototipagem rápida aonde os modelos matemáticos, a partir de um arquivo 3D

São Criados camada por camada.

Todo o processo de impressão 3D é feito por si só e não ha necessidade de

moldes, muito pelo contrário é possível até se imprimir o molde.

Há Diversas formas de fabricação aditiva / prototipagem rápida. Todos tem

sua forma de trabalhar, constroem a peça de maneiras diferentes, mas o conceito

básico acaba sempre sendo o mesmo, o mesmo princípio.

Alguma das formas de criação tem vantagens e desvantagens por isso é

preciso avaliar muito bem o material correto de acordo com sua necessidade. Cada

tecnologia tem seu aspecto de acabamento, detalhes, cores e dureza.

O equipamento, que já era utilizado por grandes empresas, chegou com alto

custo para o público, mas vem diminuindo o preço gradativamente e hoje já existe

modelos bem acessíveis no mercado.

6.1.1 Princípio

Antes era necessário desenhar um determinado produto para depois projetá-

lo e, somente então, poder produzir um protótipo, as impressoras 3D realizam este

trabalho.

Todas as impressoras 3D precisam de um arquivo 3D para conseguir

trabalhar, um arquivo técnico de Medidas (CAD) todos em grande parte no formato.

STL

6.1.2 Qual software utilizar

Na hora de imprimir é importante ter um bom software de gerenciamento para

adaptar os objetos aos parâmetros corretos, criar um objeto em três dimensões é

muito mais difícil que imprimir um texto em uma folha de papel, por exemplo.

7

No geral todos os softwares 3D podem gerar arquivos no formato .STL, os

novos principalmente, pois o acesso e a democratização das impressoras 3D esta

crescendo.

Após seu modelo 3D Pronto o software da impressora 3D vai fatiar o arquivo

e com isso determinar as camadas uma a uma.

6.1.3 Material de Suporte

Nas impressoras 3D qualquer parte de sua peça que tenha uma saliência ou

uma lacuna, um buraco, uma parte sobressalente é necessário criar um material de

suporte, (pois sua peça não pode ser criada no ar) então ela deve ser “Suportada”

pelo material.

O material de suporte é então removido após a impressão e começa a

limpeza para que receba apenas a peça.

7 MATÉRIA-PRIMA

ABS ou Acrilonitrila butadieno é o material mais utilizado e de mais

acessibilidade ao publico nas impressoras 3d por ser um material mais rígido e leve

apresentando um bom equilíbrio entre resistência e flexibilidade.

PLA ou Acido poliatico é um material mais eficiente que o ABS, possui o

ponto de fusão menor e resulta em objetos mais resistentes é um produto

biodegradável, o PLA é menos viscoso quando está no estado liquido não exigindo

muito e garantindo a durabilidade do equipamento.

A diferença de preços entre os dois não existe muitas por serem materiais

relativamente baratos.

O custo do rolo de ABS de 1 kg é de aproximadamente R$ 175,00 e de PLA

é de aproximadamente R$ 190,00 preço de rum rolo de (3 mm ou 1.75mm) de 1 Kg.

O preço pode variar de acordo com as cores por exemplo a cor Dourado e

Prateado o custo do rolo de 1 kg é R$220,00, cores fluorescentes e que brilham no

escuro o custo do rolo de 1 kg é R$240,00.

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Taulman 618 3D é um filamento de nylon que possui uma alta resistência

mecânica e o material pode ser tingido, o nylon não exigem uma cama aquecida,

tem baixa urdidura, e ventiladores não são necessários para a impressão tanto

grande ou pequena. 

Observação: Um rolo de 450 Gr de filamento custa aproximadamente R$

150,00.

7.1.1 Bioimpressão 3D

A partir de 2012, em tecnologia bioimpressão 3D tem sido estudada por

empresas de biotecnologia e academia para possível uso em aplicações de

engenharia de tecidos em que órgãos e partes do corpo são construídos usando

técnicas de jato de tinta. Neste processo, as camadas de células vivas são

depositadas sobre uma matriz de suporte ou o açúcar de gel e, lentamente,

construído para formar estruturas tridimensionais, incluindo os sistemas vasculares.

O primeiro sistema de produção para impressão tecido 3D foi entregue em 2009,

com base em NovoGen (impressora) tecnologia bioimpressão. Vários termos têm

sido usados para se referir a esse campo de pesquisa: impressão órgão,

bioimpressão, impressão parte do corpo, e engenharia de tecidos auxiliados por

computador, entre outros.

Um estágio inicial de laboratório médico e pesquisa da empresa, chamado

Organovo (é uma start-up de San Diego que atua em uma área nada convencional

da pesquisa médica, a produção de órgãos humanos em 3D), projeta e desenvolve

tecido humano funcional, tridimensional para a investigação médica e aplicações

terapêuticas. A empresa utiliza sua Novogen MMX Bioimpressora para bioimpressão

3D. Organovo antecipa que a bioimpressão de tecidos humanos vai acelerar o teste

9

de drogas pré-clínico e processo de descoberta, permitindo tratamentos a serem

criados mais rapidamente e com menor custo. Além disso, Organovo tem

expectativas de longo prazo que esta tecnologia pode ser adequada para a terapia

cirúrgica e a transplantação.

Em 2014, pesquisadores implantaram com sucesso um componente crânio

3D impresso em um paciente, sem quaisquer efeitos adversos. Esta nova

descoberta dá a oportunidade para novos implantes para ser customizado para o

paciente, em muitas aplicações diferentes. Isto permite a nova maior inovação

quando se tratam de 3D implantes impressos.

8 APLICAÇÃO DA IMPRESSORA 3D NAS DIVERSAS ÁREAS

8.1.1 Engenharia

Os engenheiros sempre precisam criar protótipos de qualquer produto ou

desenhos que estão trabalhando. Nos velhos tempos, os protótipos pode levar

semanas e um monte de recursos humanos para criar, pois envolve um monte de

corte e reunindo papel, madeira e outros materiais para criar o protótipo necessário.

Através da impressão 3D, só precisa de engenheiros para criar uma imagem gráfica

3D do projeto que estão trabalhando e tê-lo processado utilizando uma impressora

3D.

Outro projeto interessante foi a “Airbike”, criada pelo

EuropeanAerospaceandDefenceGroup. A bicicleta foi montada com um processo

semelhante à impressão 3D e pode pesar até 65% menos do que as estruturas

existentes no mercado, mantendo a mesma força do aço ou do alumínio.

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(Fonte da imagem: EADS)

O uso dos equipamentos, no setor da indústria, proporciona uma enorme

economia. Isso porque, para produzir uma peça de titânio pelo sistema tradicional, a

partir de um bloco sólido, há uma perda de até 90% do material bruto. Com a

impressão 3D, o desperdício é zero. Um aspecto que deve encorajar empresas de

todos os setores a pensar em projetos mais ambiciosos nesse campo é o fato de o

valor unitário das impressoras 3D estar em queda. Dessa maneira, os aparelhos

estão se tornando acessíveis a praticamente qualquer microempresa ou pessoa

física.

O avanço da nova tecnologia está permitindo que peças cada vez mais

sofisticadas e resistentes sejam produzidas em qualquer tipo de material, seja

plástico, seja metal ou madeira

Uma das experiências mais avançadas até hoje na área automotiva foi feita

no Canadá pela Kor Ecologic, empresa especializada em produtos ecológicos.

A companhia desenvolveu um carro-conceito totalmente fabricado por

impressoras 3D. Até os vidros do automóvel foram impressos. Batizado de Urbee, o

veículo transporta duas pessoas e possui motor híbrido, que funciona com gasolina

ou eletricidade. Ele chega a uma velocidade de 160 km/h e faz 88 quilômetros com

um litro de combustível. O plano da Kor Ecologic é lançar o carro comercialmente

até 2014. É pouco provável, por exemplo, que uma montadora fabrique toda a sua

linha de carros com impressoras 3D. Mas é perfeitamente possível imaginar que se

possa desenvolver um veículo customizado, destinado a um público específico.

Nesse sentido, o processo de impressão 3D cai como uma luva para atender com

rapidez e custos menores à demanda por personalização do consumo.

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A indústria aeronáutica também está de olho na inovação 3D. As companhias

responsáveis pela fabricação dos aviões Airbus, utiliza atualmente essas novas

impressoras de terceira dimensão na produção de protótipos de peças para suas

aeronaves. Mas, no futuro, a expectativa é a de imprimir uma asa inteira de um

avião nesses equipamentos.

8.1.2 Arquitetura:

Assim como com os engenheiros, arquitetos necessidade de criar maquetes

de seus projetos. Impressoras 3D permitem que eles vêm para cima com estas

maquetes em um curto período de tempo e com um maior grau de precisão. Estes

modelos 3D também torná-lo mais fácil de visualizar um projeto e não apenas por

olhar para os planos e desenhos.

8.1.3 Publicidade e marketing

Os publicitários e marqueteiros precisam de seus clientes para ter uma idéia

mais sólida dos produtos que estão vendendo. Criação de modelos 3D de seus

produtos lhes dá uma vantagem que pode impulsionar suas vendas.

8.1.4 Da Educação

A aprendizagem tem de ser mais visual, a fim de tornar-se eficaz,

especialmente em disciplinas como química, engenharia, história, física, ciências,

entre muitos outros. impressão 3D permite aos professores criar mais precisas

ajudas visuais para suas aulas, e esses recursos visuais podem motivar os alunos a

aprender mais sobre o assunto12

8.1.5 Alimentação

A impressão 3D também vem ganhando espaço no ramo da alimentação. As

ideias são variadas, servindo tanto para a confecção de esculturas de chocolate ou o

doce de uma maneira geral, quanto abrindo caminho para fazer verdadeiras obras

de arte com doces, como enfeites de bolo (à base de açúcar).

Porém, já existem impressoras capazes de criar macarrão, bolos, biscoitos e

até mesmo hambúrgueres, trabalhando com materiais orgânicos. No futuro, espera-

se que a impressão 3D possa ajudar na criação de novos sabores aproveitando as

propriedades nutritivas de vários alimentos, gerando até mesmo combinações mais

saudáveis.

Além disso, também há o apelo visual causado, pois um prato combinando

texturas variadas pode se tornar mais atrativo mesmo para quem não aprecia o

sabor de alguns alimentos.

8.1.6 Arqueologia e paleontologia:

Estes dois campos podem lidar tanto com as relíquias e restos que podem

ser muito delicado e valioso para a manipulação. A fim de evitar danos a essas

relíquias e permanece quando estão sendo manipulados ou estudados, réplicas 3D

são feitos em seu lugar. Isso também permite que mais cientistas para estudar um

objeto único, ao mesmo tempo.

8.1.7 Patologia forense

Aqueles de nós que somos fãs do crime mostra como CSI e NCIS saberia

que investigar a cena do crime e examinar provas pode ser um processo muito

complicado impressão 3D ajuda muito nesse investigações forenses.

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8.1.8 Moda

O campo da moda pode ser também largamente beneficiado pela impressão

em três dimensões. Atualmente, as impressoras 3D têm conseguido produzir roupas

com materiais mais “usáveis”, que ficam semelhantes a roupas de tecido no corpo,

usando estruturas intermediárias para criar as costuras e entrelaçados presentes em

muitas peças.

Uma das grandes vantagens em utilizar a impressão 3D para criar peças seria

o fato de elas já estarem prontas para o uso e terem um custo reduzido, o que

representaria um método de fabricação mais eficiente do que o modelo atual. As

criações para o mundo da moda não param nos acessórios, como bolsas, tiaras e

braceletes, mas peças como vestidos e biquínis impressos dessa forma já foram

para as passarelas.

Uma grande dúvida, no entanto, com relação à indústria de roupas é que o

diferencial de algumas grandes marcas está no fato de tudo ser feito à mão, com

modelos exclusivos. Essa é uma questão que ainda divide alguns estilistas famosos,

pois enquanto muitos acreditam que a ideia do “produzido por mãos humanas” seja

romantizada, outros ainda preferem lidar com imperfeições de material nas suas

produções.

Ainda na área de moda, a confecção de joias já vem se beneficiando da

impressão 3D há algum tempo. A indústria utiliza esse método para a criação de

protótipos, tanto para a montagem de peças novas, com o objetivo de visualizar

como seria o produto, quanto para ideias trazidas por clientes para o

desenvolvimento de itens exclusivos (especialmente para o teste e a observação de

como seria a peça real no corpo).

A impressão 3D permite criar designs que seriam praticamente impossíveis

devido à grande precisão empregada na criação de estruturas complexas. Aqui,

assim como no caso da impressão de roupas e acessórios, o produto também

possui a vantagem de ser confeccionado em um período menor de tempo.

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9 USO DA IMPRESSORA 3D NA MEDICINA

A Impressão 3D está impressionando a cada dia mais pela sua praticidade, já

que ela está sendo usada por um número crescente de fabricantes para projetar

seus produtos e agora está trazendo mudanças radicais no campo da medicina.

Impressão tridimensional de células humanas e até de órgãos, incluindo o coração e

fígado, podem parecer ficção científica, entretanto, pesquisadores estão obtendo

resultados concretos nesse sentido, possibilitando uma melhor qualidade de vida e

bem-estar para as pessoas do mundo inteiro.

O avanço da tecnologia 3D vem invadindo o mundo da medicina e ajudando

na melhoria do bem-estar da população. Descubra algumas das utilizações desta

tecnologia na área.

Há muitos casos médicos onde os procedimentos cirúrgicos podem ser muito

complicados, que um único erro pode levar ao fracasso e perda de vida para o

paciente. Muitos cirurgiões agora utilizam renderings 3D de parte do corpo de seus

pacientes que eles precisam para operar sobre a prática no processo de que

necessitam para realizar antes de realmente realizá-las.

9.1.1 Entenda por que a impressora 3D é tão importante para a medicina

Você certamente conhece alguém que já se queixou de dor nas costas. O

incômodo problema afeta uma parcela considerável da população. Segundo a

Organização Mundial de Saúde (OMS), aproximadamente 80% das pessoas têm,

teve ou terá dor na coluna pelo menos uma vez na vida. Desse total, alguns

conseguirão tratar o problema com medicamentos, homeopatia, fisioterapia ou

mudando determinados hábitos. Outros precisarão de cirurgia. É para esse último

grupo que o assunto a seguir interessa. Atualmente, com as inovações tecnológicas,

os procedimentos médicos estão cada vez menos invasivos e mais precisos. No

caso da cirurgia de coluna, quem diria que uma impressora poderia fazer tanta

diferença técnica?

15

Claro, não é qualquer impressora. É uma impressora 3D. Daquela que

parecia coisa de ficção científica, invenção futurista. A máquina não é só real, como

está ajudando médicos a melhorar a eficácia dos procedimentos cirúrgicos. É o caso

do neurocirurgião da Clínica da Dor do Hospital Villa-Lobos, Joel Augusto Ribeiro

Teixeira. “A impressora 3D permite recriar o órgão – no caso a coluna – como ela

realmente é. Antes disso, só poderíamos observar e pegar numa coluna humana

usando peças anatômicas de pessoas já falecidas”, explica.

Funciona assim: a impressora 3D é capaz de criar um objeto tridimensional

feito de plástico a partir de um arquivo de computador, do mesmo jeito que uma

impressora comum imprime no papel. Acostumado a estudar doenças através de

exames de imagem como RX, tomografia e ressonância, o médico só consegue ver,

nesses casos, em duas dimensões. “Para entender o órgão do corpo como

realmente é, o médico deve criar uma imagem no seu cérebro usando vários

exames diferentes. É como imaginar uma pessoa olhando apenas para uma foto.

Perdemos informações. Temos uma noção, mas esta não é exata”, compara.

A importância da impressora 3D em cirurgias de coluna é que ela possibilita

uma cópia da coluna real. De posse delas, o médico pode planejar melhor as

operações, pois terá mais informações do paciente e da doença. Além disso, por ser

mais precisa, a análise pode fazer o especialista reconsiderar a necessidade de um

procedimento cirúrgico. É possível também simular uma cirurgia em uma coluna de

plástico idêntica a do paciente, antes da operação real. O médico explica que já fez

esse procedimento no Hospital Villa-Lobos e que a técnica, apesar de ainda estar no

início, tem muito para evoluir. “Muito se fala que no futuro poderemos imprimir

órgãos inteiros. Nesse caso, a impressora usaria células como material ao invés de

plástico”, diz Teixeira. Além do auxílio em cirurgias de coluna, a impressora 3D já foi

utilizada em operações de reconstrução de face, prótese craniana e até para salvar

a vida de um bebê que sofria de problemas respiratórios.

10 EXEMPLOS QUE PODEM REVOLUCIONAR A MEDICINA

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10.1.1 Imprimir células-tronco embrionárias humanas

Células-tronco podem desenvolver-se nos mais diversos tipos de tecido do

corpo e agora podem ser impressas, pelo menos em laboratório. No dia 5 de

fevereiro de 2013, no jornal Science, pesquisas da Universidade de Edinburgh

descrevem uma impressora baseada em válvulas que imprime células-tronco

embrionárias humanas vivas. Essas células podem ser usadas para criar tecidos

para testes farmacológicos ou crescer órgãos para transplante.

10.1.2 Imprimir vasos sanguíneos e tecido cardíaco

Imprimir alguns tecidos já é uma realidade. Gabor Forgacs da Universidade

de Missouri na Columbia e colegas imprimiram vasos sanguíneos e lâminas de

tecidos que pulsam como um coração de verdade. O trabalho foi publicado em

março de 2008 no jornal TissueEngineering. Forgacs e colaboradores começaram

uma companhia chamada Organovo para disponibilizar estes produtos para o

mercado.

Um grupo na GermanFraunhoferInstitute também criou vasos sanguíneos,

imprimindo moléculas biológicas artificiais com tinta 3D e recortando-as com laser.

10.1.3 Imprimir pele

Nos últimos 25 anos, temos visto grandes avanços na engenharia tecidual de

pele, que pode ser usada para substituir pele lesada por queimaduras, doenças de

pele entre outras causas. Recentemente, cientistas tem adotado pele impressa em

3D para tais procedimentos. Lothar Koch e colegas, do Laser Center Hannover na

Alemanha, imprimiram a laser células epiteliais, como foi relatado em setembro de

2010 no jornal TissueEngeneering.

17

10.1.4 Consertando um coração partido

Pesquisadores estão trabalhando no desenvolvimento de um “conserta-

coração” feito de células impressas em 3D que reparam “corações partidos”. Ralf

Gaebel e seus colegas da Universidade de Rostok, na Alemanha, construíram o

reparador usando uma técnica computadorizada de impressão 3D a laser. Eles

implantaram esse reparador feito de células humanas em corações de ratos que

sofreram infarto do miocárdio, os corações de rato que foram reparados mostraram

melhora na função. Os cientistas relataram o caso em dezembro de 2011 no jornal

Biomaterials.

10.1.5 Imprimindo cartilagens e ossos

Nos Estados Unidos a Universidade Estadual de Washington estão estudando

a criação de um osso artificial feito sob medida que pode manter a estabilidade

enquanto o osso natural se recupera de alguma fratura. A técnica já foi testada, com

resultados promissores. O osso artificial, feito de fosfato de cálcio, silício e zinco, é

colocado ao lado do osso lesionado e funciona como uma prótese. Quando o osso

biológico estiver recuperado, não há nem necessidade de voltar ao ortopedista – o

osso impresso em 3D é capaz de se dissolver sozinho, sem deixar vestígios ou

provocar danos. Implantes dentários e tratamentos de osteoporose também serão

beneficiados com essa técnica.

10.1.6 Estudar câncer com células impressas

Imprimir células pode levar a melhores jeitos de estudar doenças em

laboratório e desenvolver terapias. Por exemplo, um grupo de pesquisadores usou

um sistema automatizado para imprimir células neoplásicas de ovário em um gel

dentro de uma placa de Petri, onde as células podem crescer e serem estudadas. A

proposta desta impressão possibilita aos cientistas estudar as células tumorais num

ambiente mais sistemático (preciso) e usá-las para testar fármacos. O estudo,

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liderado pelo engenheiro biomédico UtkanDemirici, de Harvard University Medical

School e BrighamandWomen’s Hospital, foi publicado em fevereiro de 2011 no

BiotechnologyJournal.

10.1.7 Imprimir órgãos

Anthony Atala, da Universidade Wake Forest, na Carolina do Norte, EUA,

recriou em laboratório a bexiga de sete pessoas portadoras de um grave defeito

congênito. Atala retirou células da própria bexiga dos voluntários e injetou num

molde biodegradável feito numa impressora 3D. Depois, implantou o órgão de volta

nos pacientes. Sim, funcionou. O próximo passo é imprimir um rim.

Sabemos que a computação e as tecnologias da atualidade estão sendo

aplicadas em diversas áreas do conhecimento e do desenvolvimento humano. A

utilização e evolução da tecnologia 3D é uma prova notória de que os avanços na

área de computação podem auxiliar até na saúde e bem estar das pessoas,

trazendo inúmeros benefícios como incluir custos menores e flexíveis, a rápida

produção de peças e instrumentos.

10.1.8 Impressão 3D de ouvido humano

Vários cientistas de universidades americanas entre elas podemos

destacar as de, Princeton University,usaram a técnica de impressão em 3D para criar

uma orelha composta de células de cartilagem, um tipo de polímero e nanopartículas

eletrônicas capaz de captar frequências num espectro mais amplo que o ouvido

humano.

O projeto ainda se trata de um protótipo, pois seriam necessários testes

para comprovar a capacidade de ele ser ligado às terminações nervosas de um ser

humano, e já representa um grande avanço do uso de impressoras 3D para fins

médicos.

19

10.1.9 Impressão 3D de implante de traquéia

Impressão 3D foi recentemente utilizado por médicos e pesquisadores em os

EUA para criar tala traqueal suporte para o bebê Kaiba Gionfriddo. Kaiba nasceu

com traqueobroncomalacia - uma condição caracterizada pelo apoio enfraquecida

da traquéia - o que significava que sua via aérea mantida em colapso, impedindo

sua respiração.

O material utilizado para a construção do implante foi um plástico especial

(policaprolactona) que tem a propriedade de se degradar, ser absorvido

naturalmente pelo corpo e se dissolverá por si só em três anos, mas aí a traqueia

original de Kaiba já estará com a sua abertura fixada – como se tivesse se

condicionado a não se retrair e a conduzir o ar conforme, e o avanço de adaptação e

regeneração, Kaiba poderá ter o tubo removido, explicou Scott Hollister, o

engenheiro biomédico que dirigiu o trabalho.

O pequeno Kaiba, que agora tem quase 19 meses de idade, não voltou

apresentar novas crises respiratórias. Assim, a impressora 3D não só serve para

criar armas, comida ou qualquer raridade que vem à mente de um ser humano.

Pode também salvar vidas.

Nesta imagem acima, Kaiba Gionfriddo joga com o cão da família, Bandit,

fora de sua casa Youngstown, Ohio terça-feira 21 maio, 2013. Nasceu com um

defeito de nascença que causou o menino parar de respirar todos os dias, agora ele

pode respirar normalmente, com um primeiro-of- uma espécie de via aérea

biodegradável feito por médicos de Michigan, utilizando partículas de plástico e uma

impressora a laser 3-D. (AP Photo / Mark Stahl).

São vários exemplos de impressoras 3D que se de na área da saúde. Mas o

implante da prótese de crânio é um exemplo de tendência, e não é uma realidade de

países do exterior, mas também brasileira.

10.1.10 Impressão 3D de prótese de crânio

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A prótese,pode ser impressa exatamente de acordo as particularidades

fisiológicas do paciente. Além de leves, moldes deste tipo são também bastante

resistentes (vantagens patentes se levadas em conta as tradicionais próteses de

titânio). É muito provável, portanto, que mais e mais ossos do corpo humano

comecem a ser fabricados por impressoras 3D até mesmo dentro de hospitais, em

alguns anos.

No Brasil aqui no serviço médico paulista, há seis máquinas de impressão

3D. Nelas também são produzidos moldes perfeitos para a confecção de próteses

personalizadas. O neurocirurgião João Flávio Zullo, do Hospital Estadual Sumaré,

administrado pela Universidade Estadual de Campinas, vale-se da técnica para

refazer o crânio de pessoas vítimas de trauma ou que tiveram parte da estrutura

craniana extraída para a realização de neurocirurgias, por exemplo. Entre outras

indicações, ele já a usou para refazer a testa de um paciente que teve a parte frontal

do crânio retirada.

O mesmo equipamento foi utilizado para fabricar um molde que serviu de

base para a reconstrução da parte lateral do crânio da pedagoga Késsia Helen de

Andrade Silva, 21 anos. Há dois anos, ela sofreu um acidente de moto e teve um

pedaço do crânio retirado para aliviar a pressão intracraniana e permitir a retirada de

um coágulo.

E recentemente,uma mulher holandesa de 22 anos foi a primeira pessoa a

receber um transplante de crânio cujo implante foi inteiramente feito em uma

impressora 3D. A operação foi realizada com sucesso três meses atrás, mas só

agora o hospital da Universidade de Utrecht, na Holanda, divulga o feito.

A paciente sofria de uma raríssima crônica óssea que causa um aumento da

espessura do crânio – de 1,5 cm chegou a 5cm no momento da cirurgia. Isso levaria

a sérios danos neurológicos e poderia levar à morte.

Os médicos da universidade usaram uma impressora 3D para criar uma

cópia perfeita do crânio da paciente usando um liga plástica transparente. Eles

encaixaram na cabeça da jovem em uma cirurgia que durou 23 horas. Apesar da

experiência da equipe em reconstrução craniana em três dimensões, eles nunca

tinham realizado um procedimento tão complexo.

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Segundo o médico Ben Verweij, esses procedimentos usavam até então

uma espécie de cimento que costumavam ser feitos à mão na sala de cirurgia. Logo

após a cirurgia, a paciente já não apresentou sequelas. Segundo o hospital, ela já

voltou a trabalhar. Ao todo, o processo levou três meses.

Os projetos mais ousados (como o implante de pele em vítimas de

queimaduras e a impressão da estrutura interior de bexigas) estão atualmente sob

etapa de aperfeiçoamento.

11 VANTAGENS

A mesma máquina pode construir muitas coisas diferentes. Dessa forma, não é preciso criar equipamentos especializados para cada peça a ser feita;

Protótipos robóticos para quem nasceu com problemas congênitos que impediram ou mal-formaram esse membro, ou para pessoas que tenham sofrido algum tipo de acidente;

Os protótipos quando quebram, suas peças são repostas rapidamente e se adaptam ao crescimento e desenvolvimento de quem está utilizando;

Há pouco desperdício já que somente o material necessário é usado;

As impressoras criam produtos a partir de arquivos digitais de design que são fáceis de transmitir por via eletrônica. Ou seja, peças e produtos podem ser impressos exatamente no local de venda, reduzindo a necessidade de transporte;

Tecnologia de impressão 3D pode ser o caminho para um novo modo de produção descentralizado e de menor impacto ambiental

12 DESVANTAGENS

O que mais tem assustado os especialistas na área é que, mesmo com

regulamentações, não existe como garantir que arquivos para a impressão destes

elementos não sejam criados ou distribuídos de forma ou para algo errado:

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Armas: Já existem versões modelos totalmente produzidos em impressoras 3D,de armas de fogo caseira que não poderiam nem mesmo ser identificados em detectores de metais em aeroportos e bancos;Embora o projeto tenha sido impedido de circular na rede e sua fabricação seja considerada crime no Brasil (que conta com uma lei que proíbe a fabricação de armas no país), já sabemos que para pessoas mal-intencionadas leis e proibições não são barreiras.

Clonagem de cartões:Os dispositivos finalizados com a modelagem e impressão em 3D acabam sendo muito semelhantes ao acabamento encontrado nos equipamentos, fazendo com que seja praticamente impossível perceber o golpe ao se aproximar de um caixa automático.

Chaves: A possibilidade de criar cópias de chaves com um simples escaneamento do objeto. Isso pode acontecer através de fotografias e um pouco de conhecimento em matemática para ajustar as medidas;

Remédios (ou drogas):pode haver uma revolução na área farmacêutica, um químico da Universidade de Glasgow, está desenvolvendo um protótipo para a fabricação independente de remédios – e, consequentemente, drogas.Com um sistema de farmácias online, qualquer pessoa poderá comprar o “projeto” com uma prescrição digital, no entanto, isso é mais uma coisa que pode ser facilmente burlada, seja nos meios digitais ou fora deles;

Pirataria e falsificação: Este item é menos perigoso em questões de segurança, mas não menos “do mal”. Com a possibilidade de reproduzir qualquer coisa, a pirataria é certa. Mas, além de bonequinhos de ação 3D sem licença, qualquer pessoa também pode imprimir cópias perfeitas de obras de arte;

13 CONSIDERAÇÕES FINAIS

14 CONCLUSÃO

O avanço proporcionado pela tecnologia 3D deve representar para o século

XXI um efeito transformador semelhante ao provocado pela Revolução Industrial do

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final do século XVIII, que tornou viável a fabricação em massa, criou a produção em

escala que permitiu o barateamento do preço das mercadorias e transformou a

economia capitalista.

Chegará um momento, em que as impressoras 3D estarão tão presentes na

vida das pessoas que elas se tornarão comuns, assim como os aparelhos

convencionais de hoje.

Será interessante ver como a indústria reagirá ao fato de cada vez mais

pessoas, em vez de comprar produtos, optarem por fazê-los em casa. A revolução

provocada pelas impressoras 3D já começa a transformar os negócios. Ainda é

preciso, no entanto, avançar alguns passos para o sistema se popularizar de vez.

Reduzir o preço é crucial nesse quesito.

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15 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http://veja.abril.com.br/blog/ricardo-setti/tema-livre/parece-coisa-de-louco-mas-e-

verdade-cientista-quer-criar-orgaos-humanos-a-partir-de-uma-impressora-de-3d/.

http://www.tecmundo.com.br/impressora-3d/39647-20-perguntas-e-respostas-sobre-

impressoras-3d.htm.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Engenharia_de_tecidos.

Fonte e referência: Ana Paula Pereira (empresa TecMundo)

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