O governador Geraldo Alckmin assinou nesta segunda-feira (8) um projeto inovador para a produção de próteses ortopédicas de ligas Nb-Ti (nióbio-titânio) e Ti-Nb-Zr (titânio-nióbio-zircônio). O novo método será feito por fusão seletiva a laser, que permitirá a confecção de materiais sob medida e mais próxima à consistência do osso humano. Esse procedimento é um processo de manufatura aditiva no qual os mais diversos materiais podem ser aplicados camada por camada (na ordem de micrômetros) para a fabricação de uma peça sem a existência de um molde ou ferramenta.
“Isso possibilitará de termos o que há de mais moderno na fabricação de próteses para pessoas que precisam, não mais pelo método antigo de usinagem, que tem que tirar, tirar e tirar até ter a peça, mas agora temos a possibilidade de impressão 3D com a manufatura aditiva com nióbio. Serão próteses exatamente para aquela pessoa, totalmente customizadas e com um resultado melhor para o paciente”, disse Alckmin.
As próteses geralmente são fabricadas por meio de processos como usinagem, fundição e forjamento, entre outros, e com o novo método, a partir de exames, como tomografia ou ressonância magnética do paciente, será criado um desenho tridimensional da peça que será implantada exatamente nas dimensões requeridas para se encaixar no corpo, sem a necessidade de fazer qualquer alteração, ou seja, feita sob medida para cada paciente.
O projeto terá um investimento de R$ 7,8 milhões, o maior do país em termos de valores na área de produção de próteses metálicas por manufatura aditiva e, com duração de 42 meses. Duas características inovadoras marcam o projeto. O emprego do processo de manufatura aditiva aplicado a ligas metálicas especiais e a reunião da Embrapii e da Fapesp como cofinanciadoras.
A iniciativa conta com o apoio da Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM), da Associação Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii), da Associação de Assistência à Criança Deficiente (AACD), da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e do Laboratório de Processos Metalúrgicos do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), órgão vinculado a Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência, Tecnologia e Inovação de São Paulo.
O foco do trabalho da equipe do IPT será a produção dos materiais, essas ligas e os pós das ligas, que serão usados para a construção de próteses de quadril (no caso do projeto, as placas angulares de fêmur) no Instituto em Sistemas de Manufatura e Laser do Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (Senai), em Joinville (SC).
Duração do Projeto
Segundo o engenheiro metalurgista e também coordenador da pesquisa, Daniel Leal Bayerlein, o projeto será dividido em duas etapas. A primeira será a produção de um pó que tenha todas as características necessárias para trabalhar com o sistema de deposição, o que deverá acontecer em um prazo estimado de 24 meses. A segunda fase, de 18 meses, será efetivamente a manufatura aditiva, ou seja, a produção e a caracterização das peças, com a realização de ensaios de corrosão e citotoxicidade (para averiguar os efeitos tóxicos ou anti-proliferativos da amostra em culturas celulares) e ensaios mecânicos, incluindo de fadiga em líquido sinovial (substância que lubrifica e nutre a cartilagem e ossos dentro da cápsula da articulação, diminuindo o atrito entre as estruturas do corpo). “É bom ressaltar que somente iremos para a segunda fase do projeto após conseguirmos atingir as metas de qualidade necessária do pó para a produção das peças”, afirma.
Esse é o primeiro grande desafio do projeto na opinião de Ferreira Neto, pois os pós da liga nióbio-titânio não têm produção comercial mundial e será necessário conseguir um material de alta qualidade para a aplicação na máquina, o qual deve obedecer a uma série de parâmetros como escoabilidade, distribuição de tamanho de partículas, morfologia esférica e nível de pureza adequado. Quanto aos pós da liga nióbio-titânio-zircônio, eles já existem comercialmente, mas a tecnologia ainda não é dominada no Brasil. Já o segundo desafio é, a partir do pó, obter peças que tenham precisão dimensional requerida para aplicação no paciente, resistência mecânica adequada e que sejam biocompatíveis, incluindo um determinado nível de porosidade para estarem mais próximas da resistência do osso humano.
Para o pesquisador, a manufatura aditiva deverá provocar uma revolução em termos de produção de peças com aplicações específicas que não podem ser obtidas por métodos convencionais como, por exemplo, usinagem, em geometrias antes impossíveis. Apesar de o IPT não estar envolvido exatamente na etapa de produção da peça, o fato de o laboratório se concentrar no desenvolvimento de obtenção dos pós para esta aplicação é um passo importante na direção da capacitação em manufatura aditiva.
