Projeto, fabricação e avaliação de implantes craniofaciais personalizados: proposta de utilização de materiais combinados
Design, production and evaluation of customized craniofacial implants: an approach on the use of different materials
Bertol, Liciane Sabadi; Escobar, Camila Ferreira; Júnior, Wilson Kindlein; Santos, Luis Alberto; Medeiros, Eubirajara Bezerra; Torriani, Marcos Antônio; Bergmann, Carlos Pérez
http://dx.doi.org/10.4322/rbeb.2012.081
Rev. Bras. Eng. Bioméd., vol.26, n2, p.79-89, 2010
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Resumo
Um material adequado para a reconstrução óssea craniofacial
deve ser simples de implantar, possuir forma adequada,
resistência à fratura e à deformação similares ao osso
original, ser eventualmente substituído por osso natural,
ser largamente disponível e não possuir um custo muito
elevado. Baseado no fato de que um material com todas estas
características ainda não está disponível atualmente, tornase importante buscar novos materiais, novas composições e
novas conformações. Diferentes biomateriais são utilizados
atualmente para cirurgias de reconstrução craniofacial, cada
um apresentando suas vantagens e limitações. Entre eles
destacam-se o titânio, o polimetilmetacrilato e os cimentos
de fosfato de cálcio. O titânio apresenta difícil conformação;
o polimetilmetacrilato polimeriza-se por meio de uma reação
exotérmica, podendo causar necrose de tecidos adjacentes
ao implante; o cimento de fosfato de cálcio, por sua vez
apresenta certa fragilidade, característica de alguns materiais
cerâmicos. Neste sentido, este estudo examinou diferentes
materiais utilizados para reconstrução craniofacial e suas
propriedades mecânicas quando submetidos a ensaios de
flexão, como o polimetilmetacrilato, o cimento de fosfato de
cálcio e o cimento de fosfato de cálcio reforçado com titânio.
Foi verificada a melhoria de propriedades mecânicas do
cimento de fosfato de cálcio quando reforçado com malha
de titânio. Além disso, este estudo apresenta uma técnica
para o projeto e fabricação de implantes craniofaciais
personalizados utilizando cimento de fosfato de cálcio
reforçado com titânio, validada através de quatro casos de
indicação cirúrgica de reconstrução craniofacial.
Palavras-chave
Cimento de fosfato de cálcio, Biomateriais
aloplásticos, Implantes personalizados, Prototipagem rápida,
Medical design.
Abstract
A material suitable for craniofacial reconstruction must be easy
to implant, have the appropriate shape, have the strength and
deformation similar to the original bone, be eventually substituted
for natural bone, be widely available and present affordable costs. As
such as material, with all theses characteristics is still not available,
it is important to search for new materials, new compositions
and new design. Different biomaterials are used nowadays for
craniofacial reconstruction surgeries, each one presenting its
advantages and limitations. Among these materials are the titanium,
the poli(methilmetacrilate) and the calcium phosphate cements.
Titanium presents hard conformation; poli(methilmetacrilate)’s
polymerization reaction is exothermic, which may cause necrosis
of the adjacent tissues; calcium phosphate cement is brittle, an
usual characteristic of ceramic materials. In this way, this study
evaluated different materials used for craniofacial reconstruction
and its mechanical properties when submitted to bending test, such
as poli(methilmetacrilate), calcium phosphate cement and calcium
phosphate cement reinforced with titanium. It was verified the
improvement in the mechanical properties of the calcium phosphate
cement when reinforced with titanium mesh. In addition, this study
presents a method for design and manufacturing of customized
craniofacial implants using calcium phosphate cement reinforced
with titanium mesh, validated through four cases of craniofacial
reconstruction surgery indication.
Keywords
Calcium phosphate cement, Alloplastic biomaterials,
Customized implants, Rapid prototyping, Medical design.