Biomodelos 3D em cirurgia cardiovascular

Existe uma ideia, muito difundida pelos preceptores de residências em cirurgia, de que o cirurgião já deve ter realizado todas as etapas do procedimento em sua cabeça antes mesmo de entrar no centro cirúrgico [1]. Essa ideia reforça a necessidade de planejar cada detalhe da operação, levando em conta a indicação cirúrgica, além dos aspectos clínicos e, claro, anatômicos. Os exames de imagem são grandes aliados do cirurgião durante este período, pois ilustram a anatomia do paciente. Entretanto, por mais que sejam realizadas construções em três dimensões desses exames, trata-se de imagens em 2D (visualizados em uma tela plana) representando um corpo em 3D, limitando a perspectiva do cirurgião [2]. Dessa forma, surgiram os biomodelos a partir de impressão 3D, para permitir uma visualização da morfologia de forma mais tangível à equipe e para que o planejamento cirúrgico pudesse ganhar maior precisão e uma nova perspectiva.

Os biomodelos são modelos personalizados confeccionados por tecnologia de impressão 3D a partir de exames de imagem, como tomografia computadorizada e ressonância magnética. Produzidos por uma técnica denominada manufatura aditiva (também conhecida como prototipagem rápida), esses modelos são feitos por meio da adição de materiais poliméricos (como PLA, ABS, PCL etc.) camada por camada, permitindo alta complexidade geométrica [3]. Esses modelos, por serem didáticos, ilustrativos e realistas, são úteis na interação médico-paciente, em treinamento cirúrgico, no ensino médico e no planejamento de cirurgias de alta complexidade [4].

Imagem de septo interventricular de biomodelo (esq.) em mesmo corte da imagem de TC (dir.) [3].

Os modelos fabricados a partir de impressão 3D permitem a avaliação individualizada de cada paciente (levando em consideração possíveis variações anatômicas) e a produção personalizada de próteses, implantes ou outro produto médico [5]. É possível também ajustar instrumentos e equipamentos que serão utilizados na cirurgia ainda no período pré-operatório [2].

Há vários estudos que contemplam a utilização dos biomodelos na cardiologia intervencionista e na cirurgia cardiovascular, principalmente na realização de procedimentos percutâneos, já que não é possível visualizar a anatomia como em uma cirurgia. No Brasil, o Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia já publicou relatos da utilização dessa tecnologia na correção de coarctação de aorta por stent, correção cirúrgica de comunicação interventricular com atresia de artéria pulmonar e em paciente com estenose aórtica com indicação de colocação de prótese valvar via cateter [3,4]. Na cirurgia cardiovascular, os biomodelos são úteis no planejamento para cirurgias de ressecção de tumor e principalmente em cardiopatias congênitas, tendo em vista a ampla variedade morfológica que existe nessas condições e a vantagem que um modelo personalizado palpável proporciona [2,4].

Planejamento cirúrgico de paciente com transposição de grandes artérias [6].

A tecnologia de impressão 3D ainda está em franco desenvolvimento e parece ser uma ferramenta promissora. Espera-se que no futuro seja possível até mesmo a impressão de tecidos biológicos funcionantes [5,6] e a impressão de tecidos no intraoperatório [5]. Já imaginou poder imprimir um coração personalizado para cada paciente?

Referências

  1. Vernon C, Nia PS. Featured profile and interview with Peyman Sardari Nia, MD, PhD. CTSNet. 2017. [acesso em 20 mar. 2018]. Disponível em: https://www.ctsnet.org/article/featured-profile-and-interview-peyman-sardari-nia-md-phd.

  2. Dankowski R, Baszko A, Sutherland M, Firek L, Kałmucki P, Wróblewska K, et al. 3D heart model printing for preparation of percutaneous structural interventions:  description of the technology and case report. Kardiol Pol. 2014;72(6):546-51.

  3. Santos RN, Wahbe NR, Louro VON, Andrade AJP, Maria AM, Pedra CAC, Moreno FP. Confecção de biomodelos para pacientes recém-nascidos e crianças maiores com coarctação de aorta. 14° Congresso da Sociedade Latino-Americana de Biomateriais, Órgãos Artificiais e Engenharia de Tecidos – SLABO. 2017.

  4. Utiyama B, Hernandes C, Senra T, Gospos M, Sá R, Leme J, et al. Construção de biomodelos por impressão 3D para uso na prática clínica: experiência do Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia. XXIV Congresso Brasileiro de Engenharia Biomédica – CBEB 2014.

  5. Ventola CL. Medical applications for 3D printing: current and projected uses. P T. 2014 Oct;39(10):704-11.

  6. Farooqi KM, Saeed O, Zaidi A, Sanz J, Nielsen JC, Hsu DT, Jorde UP. 3D printing to guide ventricular assist device placement in adults with congenital heart disease and heart failure. JACC Heart Fail. 2016 Apr;4(4):301-11.

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