Avaliação dimensional de implantes sob medida para cranioplastia

Abstract

Resumo: Pacientes com defeitos craniofaciais congênitos ou resultantes de algum dano, podem ser submetidos a uma cranioplastia, a qual por meio de uma prótese, oferece basicamente, proteção e restabelecimento estético. A cranioplastia, e mais especificamente as técnicas pré-operativas de fabricação de próteses, tem apresentado grande desenvolvimento nas ultimas décadas. Isso é creditado à invenção de novos biomateriais, ao aprimoramento dos equipamentos de aquisição e aos sistemas de processamento de dados do paciente. Atualmente, várias técnicas são utilizadas com o propósito de produzir próteses pré-operativas, conforme o estado da arte apresentado nesse trabalho. Entretanto, estudos sobre a qualidade dimensional dessas próteses ainda são escassos e há uma dificuldade de medição das próteses, devido à complexidade de suas formas. O objetivo desse trabalho é fazer uma avaliação dimensional de duas próteses acrílicas, produzidas por diferentes processos de fabricação. No primeiro, uma prótese foi fabricada por meio da usinagem direta de um bloco acrílico. A segunda foi produzida por fundição de acrílico em molde usinado em gesso. Ambas as próteses são oriundas de um mesmo modelo digital obtido a partir de imagens tomográficas de um crânio seco. A metodologia de avaliação foi baseada na utilização de máquinas de medição por coordenadas (MMC). Foi possível comprovar a viabilidade de ambas as metodologias, devidos aos bons resultados dimensionais econômicos observados e comparados com trabalhos similares. Tendo em vista a complexidade geométrica inerente às próteses craniofaciais e à influência dessa geometria na qualidade da medição, pôde-se verificar que o uso de máquinas de medir por coordenadas equipadas com recursos para localização refinada representa a melhor escolha para a avaliação deste tipo de componente. A principal conclusão desse trabalho foi identificar que os processos de fabricação pouco interferiram no desvio dimensional, e que o maior erro encontrado foi decorrente da etapa de construção do modelo digital a partir de imagens tomográficas.

Abstract: Cranioplasty is a medical technique employed to recover craniofacial defects, congenital or caused by traumas. According to the defect size and location, a bone substitute can be manufactured previously to replace the deformed, or missing, tissue. Nowadays, with the advances of computer-based systems and the invention of new biomaterials, the production of customized implants with good cosmetic and functional results have become a widespread medical approach. Several processes can be employed to manufacture pre-operative prosthesis, as the state-of-the-art presented in that work. However, the quality of the prefabricated ones, concerning to dimensional and form errors, still remains poorly investigated. Due to their geometrical complexity, there is a great deal in measuring this kind of objects. The aim of this work is to carry out a dimensional evaluation of two acrylic prostheses produced by two different manufacturing processes. In the first, one prosthesis was directly machined from an acrylic block. The second one was cast into a machined gypsum mold. Both processes were planned from a digital model of a dried human skull scanned by computed tomography. All measurements were undertaken with a Coordinate Measurement Machine (CMM). Compared to related works, both the manufacturing processes produced good results concerning to dimensional deviations, time and cost. The adoption of a CMM and a dedicated software was mandatory to face the geometric complexity found in the inspected free-form surfaces. The main conclusion relies on the fact that the evaluated manufacturing processes produced a smaller error than that observed in the digital modeling of the dried skull.