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Implantes espinhais impressos em 3D para o mercado de dispositivos médicos

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Como já escrevemos, o problema de investir em tecnologias emergentes é que raramente é possível prever quais setores serão interrompidos e quais permanecerão completamente inalterados. A impressão 3D certamente está entre as tecnologias mais imprevisíveis que abordamos. O crescimento real está vindo em áreas como manufatura distribuída, liderada por empresas como Materialize (MTL), e impressão de metal 3D de novos estoques de crescimento, como Desktop Metal (DM). Enquanto isso, a saúde continua sendo um nicho de mercado, com o caso de uso mais comum até agora sendo a odontologia para as pessoas endireitarem seus sorrisos de ogre em casa usando alinhadores impressos em 3D de empresas como Align e SmileDirectClub (SDC). Espera-se que a verdadeira área de crescimento seja para dispositivos médicos, incluindo modelos anatômicos para orientar cirurgiões, próteses pessoais e implantes personalizados. Hoje, queremos falar sobre o potencial dos implantes espinhais impressos em 3D.

O caso para implantes espinhais impressos em 3D

Cerca de 1,6 milhão de procedimentos instrumentados da coluna vertebral são realizados a cada ano, de acordo com a iData Research, que diz que o mercado gira em torno de US $ 6 bilhões. Embora normalmente não confiemos muito em relatórios de mercado aleatórios, a iData Research existe há cerca de 15 anos e é especializada em pesquisas de mercado de dispositivos médicos. A empresa até fornece alguma transparência em sua metodologia, então daremos o benefício da dúvida. Algumas coisas a serem observadas sobre esses números. Existem várias categorias para procedimentos da coluna, que podem ser categorizadas pela região da coluna vertebral ou tipo de implante, variando de placas a parafusos e dispositivos de fusão intersomática. Todo aquele hardware parece doloroso.

Imagem antes e depois mostrando implantes espinhais.
Implantes espinhais ou algum de nosso trabalho recente construindo uma mesa personalizada. Crédito: Dr. Spine

Os próprios números do mercado permanecem bastante estáveis, com pouco crescimento real ano a ano. De maneira mais geral, o Gartner projeta que a comercialização de dispositivos médicos impressos em 3D amadurecerá muito rapidamente em comparação com outros mercados:

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Ciclo de hype do Gartner para tecnologias de impressão 3D.
Dispositivos médicos impressos em 3D, como implantes espinhais, estão prestes a se tornar populares. Crédito: Gartner

A impressão 3D para aplicações cirúrgicas só começou realmente no início deste século, e o uso em cirurgia da coluna é especialmente novo, de acordo com um artigo de pesquisa recente sobre o tópico da impressão 3D na cirurgia da coluna. A aplicação mais comum, como mencionamos anteriormente, é criar modelos impressos em 3D para coisas como planejamento pré-operatório e guias cirúrgicos específicos do paciente. Mas o jornal de 2019 segue relatando:

No entanto, a capacidade dos implantes impressos em 3D de abordar com eficácia as variações na anatomia, tamanho, qualidade óssea e patologia na população está agora começando a ser apreciada. As técnicas de expansão em cirurgia da coluna requerem implantes de formatos exclusivos e materiais biocompatíveis.

Alguns cérebros realmente grandes

Em outras palavras, os implantes espinhais prontos para uso são bons o suficiente para muitos casos, mas não todos. Os implantes espinhais impressos em 3D podem tratar de casos extremos, como deformidade congênita ou destruição da coluna por um tumor. Por outro lado, os custos e a disponibilidade provavelmente continuarão a ser um impedimento no curto prazo até que a tecnologia se torne mais difundida e aceita.

Certamente, estamos vendo a adoção da tecnologia de impressão 3D entre alguns dos principais fabricantes de dispositivos médicos. Um que vem imediatamente à mente é Stryker (SYK) e sua aquisição da K2M em 2018, dando à empresa a maior fábrica de aditivos do mundo para implantes ortopédicos de titânio. Ainda mais relevante é a aquisição pela Johnson & Johnson (JNJ) de Efusão Eumplant Tecnologias (EIT), uma empresa privada alemã que fabrica implantes intercorporais de titânio impressos em 3D para cirurgia de fusão espinhal. O EIT desenvolveu uma tecnologia proprietária de titânio celular com uma estrutura porosa aberta e interconectada (pense treliça) projetado para permitir que o osso cresça no implante. A aquisição de 2018 comprou à J&J uma tecnologia de implante espinhal impressa em 3D liberada para uso pela Food e Dtapete UMAadministração (FDA)

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No entanto, nem todas as empresas privadas de dispositivos médicos de impressão 3D se esgotaram ainda.

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Algumas empresas de implante espinhal impresso em 3D

Clique para acessar o site da empresa

Alegando ser a maior empresa privada de soluções de fusão espinhal, a Centinel Spine iniciou suas operações em 2008 na Pensilvânia após a fusão-aquisição entre duas empresas de dispositivos médicos – Raymedica e Surgicraft. A empresa obteve seu primeiro capital de risco no ano passado, um $ 40,5 milhões rodada, que prontamente entregou ao superastro do golfe Tiger Woods, que serve como porta-voz da empresa. Possui uma linha de produtos voltada para a reconstrução da coluna vertebral anterior. Em 2018, a empresa entrou em 3D com sua plataforma de tecnologia FLX de dispositivos intercorporais de titânio poroso impressos em 3D.

Implantes espinhais impressos em 3D Centinel Spine.
Crédito: Centinel Spine

O design soa semelhante à tecnologia adquirida pela J&J no negócio do EIT:

Os implantes FLX são implantes de titânio poroso impressos em 3D que foram meticulosamente projetados, até o nível da unidade celular, para imitar o osso. Esses implantes ostentam … [a] treliça com uma estrutura e módulo de elasticidade semelhantes ao osso e com ambientes mecânicos, visuais e osteofílicos otimizados que reduzem a proteção contra tensões, permitem a avaliação da fusão e suportam o crescimento ósseo, crescimento e crescimento contínuo.

No final de 2020, a empresa anunciou que realizou com sucesso 3.500 implantes vertebrais impressos em 3D usando a plataforma FLX.

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Outra empresa privada de dispositivos médicos, a Osseus Fusion Systems, sediada em Dallas, desenvolveu uma linha de implantes espinhais impressos em 3D chamada Aries. Como a plataforma FLX, os implantes de titânio poroso usam impressão 3D para criar “formas e estruturas que nunca poderiam ser alcançadas com a fabricação tradicional”. Os dispositivos médicos apresentam uma rede tridimensional interconectada que imita a matriz óssea, tornando mais fácil para os ossos circundantes enxertarem no implante:

Implantes espinhais impressos em 3D da Osseus Fusion Systems.
Crédito: Osseus Fusion Systems

Osseus supostamente imprime intercorpos de Áries em uma impressora 3D de fusão a laser seletiva validada pela FDA, sinterizando partículas de titânio em uma forma sólida. Seu implante Aries-L original ganhou a aprovação do FDA em 2017.

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Conclusão

Muitas vezes pensamos como, um dia, a inteligência artificial se tornará tão onipresente que não vamos mais focar na tecnologia em si, mas em todas as formas incríveis como ela está sendo aplicada em nossas vidas. Idem para impressão 3D. Já estamos vendo como os fabricantes estão adotando tecnologias de impressão 3D como parte de um menu mais amplo de serviços para seus clientes. Alguns trabalhos podem exigir moldagem por injeção, enquanto outros requerem a precisão personalizada de impressão 3D.

O mesmo seria verdadeiro para implantes espinhais impressos em 3D, onde serão oferecidos como parte de um portfólio maior de dispositivos médicos impressos em 3D. Em mais uma ou duas décadas, um hospital simplesmente imprimirá um implante sob demanda antes da cirurgia. Duvidamos que algum dia haverá um estoque puro para implantes espinhais impressos em 3D, mas, novamente, alguém pensou que seria uma boa ideia investir em uma empresa cujo único modelo de negócios são alinhadores de impressão 3D para pessoas com dentes tortos. A melhor aposta é que empresas como Stryker e J&J irão dominar, especialmente agora que vimos cirurgias eletivas como procedimentos na coluna vertebral podem ser rapidamente suspensos, junto com o frágil fortuito de mais de uma pequena empresa.

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