Primeiro olho protético impresso em 3D instalado na tomada de um paciente

DARMSTADT, Alemanha, 29 de novembro de 2021 (GLOBE NEWSWIRE) --Substituições protéticas dos olhos serão fabricadas por impressoras 3D no futuro. A Fraunhofer IGD desenvolveu uma série de tecnologias que substitui a produção atual e totalmente manual de próteses individuais. O software Cuttlefish da Fraunhofer:Eye utiliza uma digitalização 3D da órbita do olho e uma foto calibrada por cores do olho saudável para criar o modelo 3D do olho protético. O driver de impressão 3D Cuttlefish® do Fraunhofer é usado para imprimir o modelo em uma impressora 3D multicolorida e multimaterial.

Não apenas um olho protético impresso em 3D é produzido em uma fração do tempo gasto pelo processo convencional, mas a prótese resultante também parece mais realista. Isto é possível graças aos algoritmos do Cuttlefish:Eye, uma solução de software do Instituto Fraunhofer de Pesquisa em Computação Gráfica IGD. Trabalhando em estreita colaboração com a empresa britânica Ocupeye Ltd, a equipe de pesquisa em Darmstadt desenvolveu um processo único para criar um modelo virtual a partir de uma varredura da órbita do olho junto com uma foto do olho saudável. Isto serve como uma plataforma digital confiável para impressão 3D. A tecnologia revolucionária para a produção de próteses será agora instalada em pacientes pela primeira vez em um ensaio clínico a ser realizado no Moorfields Eye Hospital London.

O professor Mandeep Sagoo, oftalmologista consultor da Moorfields, acrescentou: "Estamos entusiasmados com o potencial para este olho totalmente digital. Este tem sido o culminar de 4 anos de desenvolvimento de tecnologia sofisticada entre Moorfields Eye Hospital, UCL Institute of Ophthalmology, Ocupeye Ltd e Fraunhofer. Esperamos que o próximo ensaio clínico nos forneça evidências robustas sobre o valor desta nova tecnologia, mostrando a diferença que ela faz para os pacientes. Ela tem claramente o potencial de reduzir as listas de espera".

As próteses oculares se tornam necessárias sempre que um olho teve que ser removido cirurgicamente por razões de saúde, por exemplo, como resultado de uma lesão grave ou de uma doença potencialmente fatal, como o câncer ocular, condições que afligem cerca de três quartos de um milhão de pessoas na Europa e mais de oito milhões em todo o mundo. O método de medir individualmente a órbita do olho e de fabricar as próteses tem permanecido em grande parte inalterado por muitas décadas. A moldagem invasiva pode ser desconfortável e em crianças uma experiência angustiante que muitas vezes requer uma anestesia geral. O subsequente processo de fabricação artesanal e demorado leva a vários meses de espera, exacerbando assim o que já é um tempo estressante para o paciente. Utilizando tecnologias de impressão 3D de ponta, o novo processo acelera significativamente a produção e proporciona aos pacientes uma experiência mais rápida, melhor e mais confortável em geral.

A consulta inicial da prótese 3D do paciente começa com um scanner oftalmológico de 2,4 segundos, não invasivo e não ionizante a partir de um scanner oftalmológico de Tomografia de Coerência Óptica especialmente modificado, que é fabricado pela TOMEY Japan. O scanner médico é usado rotineiramente em um ambiente hospitalar. A varredura resultante da tomada ocular e da imagem calibrada por cores do olho saudável é transferida sem problemas e digitalmente para o Fraunhofer IGD. Tomey otimizou sua capacidade de forma que a órbita do olho removido é medida com precisão e, além disso, é produzida uma foto calibrada por cores do olho saudável. Cuttlefish:Eye cria um modelo de impressão 3D a partir destes dados em um tempo igualmente curto. As impressoras são controladas pelo driver de impressão universal em 3D Cuttlefish®, que se caracteriza por sua consistência de cores, bem como pela representação realista até mesmo de materiais transparentes. A tecnologia Fraunhofer IGD é usada em todo o mundo com muitos tipos diferentes de impressoras. As próteses 3D são impressas pela empresa Lupburg Fit AG, que tem muitos anos de experiência na fabricação de aditivos, especialmente no campo da tecnologia médica. Uma vez impressas, as próteses são inspecionadas e recebem polimento final por uma equipe de ocularistas experientes. Com uma única impressora 3D, a Ocupeye pode potencialmente cumprir a exigência anual de cerca de 10.000 próteses necessárias para o mercado britânico.

Gordon Bott CEO Ocupeye Ltd acrescentou:Juntamente com Fraunhofer, alcançamos o primeiro lugar no olho protético 3D humano impresso. Agora existe uma tecnologia completa que realmente tem o potencial de reimaginar as expectativas dos pacientes com próteses oftalmológicas.

Cada passo do novo procedimento de fabricação foi submetido a rigorosos controles de qualidade. Por exemplo, o software Cuttlefish:Eye é certificado como um dispositivo médico Classe 1. Foram realizados testes extensos e exaustivos de biocompatibilidade nos materiais de impressão 3D, antes que a Agência Reguladora de Medicamentos e Produtos de Saúde do Reino Unido -MHRA- fornecesse uma carta de aprovação para um ensaio clínico. O ensaio clínico recrutará cerca de 40 pacientes para receber uma prótese ocular impressa em 3D; eles serão examinados várias vezes por pessoal clínico qualificado ao longo de um ano e serão solicitados a relatar suas experiências.

Este é um passo importante que está aproximando os parceiros do projeto do cumprimento de sua visão. Nomeadamente, ter a capacidade de fornecer rotineiramente um produto médico realista aos pacientes que necessitam de um olho protético. Isto é possível graças a um processo inovador altamente "disruptivo" que começa com um dispositivo médico de tomografia de coerência óptica, fabricado por Tomey Japão e com sua sede européia em Nuremberg. A partir dos ensinamentos já obtidos durante a fase de pesquisa e desenvolvimento, Tomey adotou a funcionalidade aprimorada como padrão e aplicou os aprimoramentos em seus dispositivos de próxima geração.

Potencialmente com apenas um dispositivo por clínica e a implantação de um pequeno número de impressoras 3D implantadas geograficamente, a demanda do mercado global estimada para oito milhões de pessoas - aproximadamente 0,1% da população mundial - poderia ser atendida.

Para maiores informações:

Mais informações sobre o driver de impressora 3D Cuttlefish®

Mais informações sobre a pesquisa de impressão 3D no Fraunhofer IGD

Sobre o Fraunhofer IGD:Fundado em 1987, o Instituto Fraunhofer de Pesquisa em Computação Gráfica IGD é o instituto líder mundial em pesquisa aplicada em computação visual baseada em imagens e modelos 3D. Transformamos informação em imagens e imagens em informação. As palavras-chave são interação homem-máquina, realidade virtual e aumentada, inteligência artificial, simulação interativa, modelagem, impressão e digitalização em 3D. Cerca de 180 pesquisadores em três localidades em Darmstadt, Rostock e Kiel na Alemanha desenvolvem novas soluções tecnológicas e protótipos para a indústria 4.0, saúde digital e a cidade inteligente. Em cooperação com seus institutos irmãos em Graz, Áustria e em Cingapura, eles também assumem relevância internacional. Com um volume anual de pesquisa de 21 milhões de euros, usamos a pesquisa aplicada para ajudar no desenvolvimento estratégico da indústria e da economia.

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