O Uso Da Prototipagem rápida Na Odontologia

Introdução

A prototipagem rápida é uma técnica que possibilita a construção de uma estrutura a partir de dados tridimensionais que, associada aos exames imaginológicos, permite a reprodução de estruturas anatômicas em escala real, podendo ser aplicada à Odontologia, principalmente nos procedimentos cirúrgicos. Os dados 2D adquiridos nos exames devem ser reconstruídos em 3D, segmentados e convertidos para um arquivo de formato compatível com o equipamento de prototipagem rápida, que construirá o protótipo por aposição, camada a camada.

Desenvolvimento

1. Tecnologias de Prototipagem Rápida

A Prototipagem Rápida é um processo aditivo construtivo utilizado para obtenção de protótipos diretamente de um modelo tridimensional. As geometrias podem ser obtidas utilizando um programa de modelagem sólida (CAD) ou pela conversão de arquivos obtidos de scanners 3D ou de tomógrafos. Esta tecnologia surgiu no final dos anos 80 e desde então tem sido utilizada por diversas áreas de conhecimento. Dentre os inúmeros processos desenvolvidos apenas alguns se consolidaram no mercado, como a Estereolitografia, Modelagem por Fusão e Deposição e Sinterização Seletiva a Laser:

Estereolitografia (SLA): Este sistema, criado pela 3D SYSTEMS em parceria com a CIBA, constrói o protótipo pela polimerização de uma resina líquida fotocurável por meio da incidência de luz ultravioleta gerada através de um raio laser. A solidificação é feita camada a camada e este processo permite a obtenção de peças com boa transparência e excelente acabamento superficial.

Sinterização Seletiva a Laser (SLS): Este sistema desenvolvido na Universidade do Texas (EUA), permite a construção de modelos físicos utilizando materiais na forma de pó. O pó é processado em um ambiente inerte e termicamente controlado no interior de uma câmara. Ele atinge a temperatura de fusão (sinterização) por ação de um laser de CO2. Depois que uma camada é sinterizada, uma nova é depositada e assim sucessivamente até finalizar a construção da peça. Este processo exige um trabalho de pós-processamento para melhorar o acabamento das superfícies e a sua grande vantagem é a variedade de materiais que podem ser utilizados, incluindo os metais.

Modelagem por Fusão e Deposição (FDM): Este processo de prototipagem, desenvolvido pela Stratasys Inc., constrói as peças por deposição de um material termoplástico extrudado (Yan & Gu, 1996). A cabeça injetora traça os perímetros da seção transversal e os preenche construindo assim cada camada (Figura 1). Um dos materiais comumente utilizados é o ABS, um plástico de engenharia muito utilizado por possuir boas propriedades mecânicas. Recentemente foram lançadas máquinas que permitem a construção de peças em policarbonato e polifenilsulfona que possuem propriedades mecânicas e térmicas ainda melhores que o ABS. Este processo está disponível em Curitiba no NUFER - Núcleo de Prototipagem e Ferramental localizado no Centro de Inovação Tecnológica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná.

Outros equipamentos também tem merecido destaque nos últimos anos, entre eles as impressoras 3D da Z-corp, que usam uma tecnologia de impressão desenvolvida no MIT, que permitem a construção de protótipos a partir de um pó, que é aglomerado por uma resina através de um cabeçote igual a de uma impressora a jato de tinta. Suas principais vantagens são o custo, a rapidez de construção e a possibilidade de gerar protótipos coloridos.

2. Conversão das Imagens Tomográficas para Modelos Tridimensionais

A aquisição de imagens a partir da tomografia computadorizada helicoidal fornece uma sequência de seções transversais da região de interesse. Utilizando um programa de reconstrução 3D é possível transformar essas imagens bidimensionais em um modelo tridimensional, que poderá ser utilizado na fabricação de um biomodelo em uma máquina de Prototipagem Rápida.

As imagens obtidas no tomógrafo geralmente utilizam a tecnologia digital que obedece as normas internacionais do padrão DICOM (Digital Imaging and