Impressão 3D e o COVID-19

Impressão 3D e o COVID-19

Confeccionando um máscara customizada para proteção pessoal utilizando a prototipação rápida.

Nesse começo de ano estou na fase inicial do meu TCC. Buscando artigos que envolviam impressão 3D encontrei o artigo Facing COVID-19 pandemic: development of custom-made face mask with rapid prototyping system, dos autores Pasquale Piombino, Umberto Committeri, Giovanna Norino, Luigi Angelo Vaira, Stefania Troise,  Fabio Maglitto, Domenico Mariniello, Giacomo De Riu, Luigi Califano.

O artigo tem como objetivo principal abordar a confecção de máscaras contra a COVID-19 de forma pessoal e customizada no formato do rosto de cada pessoa.

Fazendo um breve resumo e comentando as partes principais, de acordo com o texto, em dezembro de 2019 em Wuhan surgiu epidemia da síndrome respiratória do Coronavírus 2. A doença se transmitia de forma rápida graças à fácil transmissão interpessoal. Cerca de 20% dos casos de COVID-19 causaram a disfunção do sistema respiratório necessitando de hospitalização e auxílio na respiração por meio de equipamentos.

O uso da máscara, do distanciamento social e da limpeza contínua das mãos se tornaram essenciais para prevenir a contaminação interpessoal. Deste modo, os equipamentos como máscaras faciais e protetores de rosto se tornaram primordiais, porém com a crítica fase da doença, surgiu uma grande demanda por estes equipamentos, principalmente para doutores, enfermeiros e para todos ligados à saúde.

A impressão 3D pode ser uma alternativa a essa demanda, pois esta tecnologia já está difundida nas cirurgias crânio-maxilo-facial. O presente artigo tem como objetivo abordar a eficiência do projeto de uma máscara facial personalizada confeccionada internamente usando o sistema CAD/CAM, técnica de prototipagem de baixo custo, para melhorar a necessidade de equipamentos dos profissionais de saúde do departamento deles, sendo uma opção prática para lidar com o COVID-19.

O estudo foi realizado com seis pessoas da saúde que foram submetidas a uma varredura facial a fim de produzir a máscara feita sob medida. A máscara consiste em duas partes, sendo uma, a máscara e outra o local do filtro. Além disso, foi realizado como complemento um protetor facial.

Para o escaneamento da face foi utilizado o scanner 3dMD, este scanner era comumente utilizado para planejamento no departamento de ortognático da instituição dos autores. Este scanner é baseado em 3 partes com 9 câmeras sincronizadas para a foto. Ao final da sessão fotos e escaneamento, é gerado um arquivo do tipo OBJ, um elemento gráfico geométrico. Porém, ao decorrer do projeto optou-se por abandonar o uso deste scanner e gerar o modelo em 3D utilizando a câmera de um celular e um aplicativo gratuito para a confecção deste modelo.

O arquivo OBJ gerado foi facilmente modificado utilizando o software gratuito Meshmixer da Autodesk. Com as ferramentas deste programa foi realizado a modelagem da máscara de acordo com o projeto do rosto realizado anteriormente com o auxílio do programa de celular e exportado o arquivo como STL para a impressão. Com o projeto pronto passou-se para a fase da impressão, para isso utilizou-se o software Ultimaker Cura para fazer o fatiamento do mesmo.

A máscara foi impressa utilizando 2 materiais, PLA e TPU com filamento de 2.85mm de diâmetro, no qual, todos os componentes da máscara podem ser facilmente agregados para formar a máscara. Para se obter o filtro, foi utilizada uma máscara do modelo N95 para recorte de forma que coubesse no espaço referente ao mesmo na máscara impressa em 3D. Após 7 dias de teste, os médicos participantes responderam um questionário de avaliação da máscara, respondendo de 1 a 5, sendo respectivamente intolerável a muito confortável.

A aderência da máscara no rosto permite que a pessoa respire melhor  e respire somente pelo filtro, provendo assim uma boa proteção pessoal. Além disso, pelas metodologias usadas, ao final a máscara custa menos de $5 sendo mais barata que os modelos disponíveis do mercado.

O artigo apresenta um excelente uso da impressão 3D no dia a dia, abordando um dos usos que a impressão pode ter no processo contra o COVID-19. Apresenta de forma objetiva os passos que foram dados para a confecção do projeto, porém acredito que poderiam ter abordado melhor e um pouco mais sobre a troca de scanners, e sobre o funcionamento do aplicativo de celular para a modelagem através da fotogametria.

Este artigo é indicado para Makers, engenheiros, médicos e entusiastas das áreas de medicina e tecnologia.

Caso em minhas buscas por referências eu entre novos artigos que tenham um conteúdo interessante como esse, trarei um breve resumo sobre ele.

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