Um procedimento cirúrgico chamado Deep Brain Stimulation (Estimulação Cerebral Profunda) envolve a inserção de eletrodos dentro do cérebro do paciente para aliviar sintomas relacionados a condições como a Doença de Parkinson, tremores, OCD (Obsessive-compulsive disorder, transtorno obsessivo-compulsivo) extremos ou algumas variações de dor crônica. Apesar do procedimento não ser tão perigoso quanto parece, é bem complexo e requer planejamento cuidadoso. Infelizmente, o cérebro é um órgão notavelmente complexo, e nem sempre é fácil prever como o tecido de um paciente em específico irá reagir quando os eletrodos forem inseridos, especialmente quando os médicos forem passar essencialmente às cegas por uma abertura muito pequena. Mesmo o software mais recente de mapeamento do cérebro, que agora é usado regularmente para o pré-planejamento cirúrgico, não consegue prever sempre o que pode dar errado.
Foi durante uma sessão de pré-planejamento cirúrgico onde o Dr. Ivar Mendez, chefe de cirurgia na Universidade de Saskatchewan, encontrou um problema. Ele estava planejando inserir eletrodos em um paciente para estabilizar seus neurônios sobrecarregados; contudo, o software de mapeamento cerebral não estava lhe satisfazendo. A fim de reduzir o risco e o tempo do procedimento, o Dr. Mendez estava tentando inserir um único eletrodo no cérebro do paciente para que o mesmo estimulasse duas áreas alvo. Mas a complexidade e a estrutura irregular do cérebro de seu paciente estavam impedindo o software de ajudá-lo a mapear uma via segura e adequada para a cirurgia. Foi quando o Dr. Mendez decidiu verificar se poderia gerar um modelo 3D do cérebro e imprimi-lo para que pudesse ver exatamente onde precisaria ir para atingir as áreas alvo com precisão.
Ele aproximou-se da escola de engenharia da Universidade de Saskatchewan para pedir ajuda. Logo ele teria montado uma equipe completa de engenheiros, técnicos de MRI (Ressonância Magnética), especialistas em neuropsicologia e radiologistas para ajudar a traduzir os dados da Ressonância Magnética. Se o software de imagem moderno é bem potente, traduzir os dados para uma linguagem que um software de modelagem 3D pudesse compreender e interpretar era particularmente difícil.
Foram necessários mais de sete meses para que o Dr. Mendez e sua equipe conseguissem imprimir com sucesso seu primeiro protótipo 3D. Apesar do protótipo trazer toda a complexidade requerida, inclusive as pequenas estruturas nucleares, o material que parecia borracha não era suficientemente claro para que se pudesse ver através dele. Depois de testar muitos outros materiais e imprimir muitas outras iterações, o Dr. Mendez e seu time finalmente encontraram o processo correto há certa de duas semanas e foram capazes de imprimir em 3D uma réplica precisa de um cérebro humano que lhe permitiria mapear e realizar o procedimento de estimulação cerebral profunda com sucesso.
“Você pode ficar realmente perdido, porque você realmente não sabe. Mas quando você tem o modelo, ele te permite ver exatamente onde você quer ir. Você pode realmente fazer a cirurgia. Você pode realmente inserir a agulha no cérebro,” explicou o Dr. Mendez para a Star Phoenix.
A impressão 3D está possibilitando as pessoas a imprimir objetos em diferentes tipos de materiais, assim como falamos em alguns posts que podem ser encontrados aqui no blog sobre injeção plástica e impressão 3D em poliuretano. Não muito diferente, o modelo final do cérebro foi impresso em um material sintético de borracha que simula quase de forma exata a consistência do tecido cerebral real.
O modelo final é levemente menos maleável do que você imaginaria que fosse, mas ainda é flexível e pode ser comprimido se for apertado gentilmente, mas firme o suficiente para voltar à sua forma original depois de ser solto. Ele também é completamente claro e até tem a área alvo impressa em uma cor diferente, fazendo com que o planejamento correto da via cirúrgica seja mais fácil.
“Eu sou um neurocirurgião, mas eu também tenho interesse em arte. Para mim, este era um objeto belo,” disse Dr. Mendez para a CBC. “Eu consigo visualizar que no futuro nós poderemos ser capazes de realizar procedimentos que são muito difíceis ou impossíveis hoje. Eu sinto que nos próximos 20, talvez 25 anos, nós seremos capazes de imprimir material biológico. Nós poderemos ser capazes de imprimir órgãos.”
Os modelos de órgãos impressos em 3D, disponível para equipes cirúrgicas, são uma ferramenta relativamente nova; porém, tem sido provado que têm valor inestimável para o planejamento de procedimentos excepcionalmente difíceis e perigosos. Se procedimentos similares vêm sendo utilizados em outros órgãos como o coração humano, esta foi a primeira vez que um modelo 3D de um cérebro foi impresso para uso em um pré-planejamento cirúrgico. E agora que o Dr. Mendez aperfeiçoou este novo processo, ele irá imprimir uma réplica do cérebro de seu paciente e finalmente planejar sua cirurgia cerebral.
Discuta as implicações desta descoberta médica no fórum sobre o Modelo de Cérebro impresso em 3D no tópico 3DPB.com.