Digitalização 3D e impressão 3D de baixo custo voltada à saúde pública: estudo de aplicação em órtese infantil

Abstract

A digitalização tridimensional é uma tecnologia em que permite capturar a forma de objetos físicos e convertê-la em informações digitais que permitem a posterior criação de um modelo digital, o que possibilita aplicações em campos tão diversos como design, arquitetura, engenharia, construção civil, entretenimento e saúde. A impressão 3D, por sua vez, permite a fabricação de peças físicas em a partir de modelos digitais 3D, incluindo aqueles gerados pela digitalização 3D. Neste contexto, este artigo apresenta, descreve e avalia um experimento de aplicação da digitalização 3D combinada com a impressão 3D para a produção de uma órtese de mão infantil, com o objetivo de melhorar a recuperação em um caso de queimadura, a qual foi realizada em um núcleo de inovação recém implantado em um hospital público brasileiro. A fundamentação teórica deste estudo abrangeu temas relacionados ao processo de Design, tecnologia assistiva, antropometria e o uso de digitalização 3D e impressão 3D na área da saúde. A metodologia da pesquisa consistiu em revisão bibliográfica assistemática para aprofundamento teórico, seguido de um experimento prático de uso de um escâner 3D e de uma impressora 3D, ambos de baixo custo, além de alguns processos complementares. Os resultados incluíram a produção e teste de uso da órtese pelo paciente, bem como a doação do produto para uso posterior em seu tratamento de recuperação de queimadura. Foram também identificadas recomendações para a digitalização tridimensional em corpos e para a geração e refinamento do modelo digital, de forma a se obter uma malha com precisão suficiente para ser utilizada posteriormente na etapa de impressão 3D de órteses e próteses.

Three-dimensional scanning is a technology that allows capturing the shape of physical objects and converting it into digital information that allows the subsequent creation of a digital model, which enables applications in fields as diverse as design, architecture, engineering, civil construction, entertainment, and health. 3D printing, in turn, allows the fabrication of physical parts from 3D digital models, including those generated by 3D scanning. In this context, this article presents, describes, and evaluates an experiment of application of 3D scanning combined with 3D printing to produce an infant hand orthosis, with the aim of improving recovery in a burn case, which was performed in an innovation center recently implemented in a Brazilian public hospital. The theoretical foundation of this study covered topics related to the Design process, assistive technology, the relationship between anthropometric parameters and product design and a brief history of the use of 3D Scanning and 3D printing in healthcare. The research methodology consisted of an unsystematic literature review for theoretical deepening, followed by a practical experiment using a 3D scanner and a 3D printer, both low-cost, in addition to some complementary processes. Outcomes included the production and testing of the patient's use of the orthosis, as well as the donation of the product for later use in their burn recovery treatment. Recommendations were also identified for the three-dimensional digitization of bodies and for the generation and refinement of the digital model, to obtain a mesh with sufficient precision to be used later in the 3D printing stage of orthoses and prostheses.