GRANTA
Start-up da Cidade do México abala a fabricação de implantes médicos
O FUTURO DA CRIAÇÃO
COMPARTILHE ESTA HISTÓRIA
Engenheiros de projeto criam implantes cranianos personalizados usando a fabricação digital e conhecimentos do setor automotivo
Carlos Monroy e Martín Carcaño da Granta usaram suas experiências nos setores automotivo e aeronáutico para desenvolver um método inovador para projetar e fabricar implantes médicos. Seus implantes cranianos personalizados se ajustam com precisão durante a cirurgia e reduzem os riscos de rejeição pelo paciente. Usando as mais recentes ferramentas de fabricação digital e software, a equipe da Granta está melhorando a qualidade de vida de seus pacientes e mudando suas próprias vidas nesse processo.
Uma experiência em engenharia, um desejo de ajudar as pessoas
Os estudos de Carlos Monroy em engenharia e projetos o levaram de seu México de origem para um PhD na Universidade de Cambridge no Reino Unido. Ele trabalhou no setor aeronáutico, automotivo e em esportes de alto desempenho. “Mas desde pequeno eu queria ajudar as pessoas”, diz ele. “Eu queria deixar uma contribuição para a sociedade”.
Ao avançar nos estudos, os interesses de Monroy começaram a se concentrar em novas maneiras. “Quando estava fazendo meu segundo pós-doutorado, começamos a transferir a tecnologia que usávamos na indústria automotiva para outros setores”, diz. "Nós a convertemos para dispositivos médicos. Sabíamos que havia diversas coisas nas quais podíamos ajudar.”
Carlos Monroy, CEO da Granta, no laboratório da empresa na Cidade do México.
Monroy retornou para o México e começou uma empresa que desenvolvia dispositivos médicos, seguindo seu sonho de infância de ajudar as pessoas. Chamada Granta por causa de um trecho de rio perto da Universidade de Cambridge, ela mesclava seu trabalho com materiais automotivos com novos avanços na fabricação digital. Juntou-se a ele Martín Carcaño, um engenheiro mecânico e desenhista industrial com mais de 10 anos de experiência na indústria automotiva, além de ser um especialista em CAD/CAM e tecnologia de fabricação digital.
Melhoria das vidas com tecnologia
A visão da Granta é melhorar a vida das pessoas por meio do projeto e da fabricação de implantes ósseos personalizados para pacientes que precisam muito deles. Monroy decidiu que o melhor lugar para começar eram os implantes cranianos. “É o lugar mais fácil para começarmos, porque é tão importante proteger o cérebro, mas você não tem nenhuma outra junta nem articulação”, explica. “Ele está ali para proteger e, se você conseguir fazer isso, ele funcionará.”
A Granta é uma dentre apenas seis ou sete empresas ao redor do mundo que projeta implantes cranianos personalizados. “Somos os primeiros a obter todas as aprovações e licenças necessárias do governo mexicano para fazer esse tipo de implante,” diz Monroy. “Projetamos e fabricamos tudo internamente.”
Martín Carcaño, o chefe de projetos biomédicos da Granta, inspeciona o processo de fresagem CNC de um implante craniano.
Existem muitos desafios ao longo do caminho. “É difícil começar uma empresa e ainda mais difícil começar uma empresa no setor de saúde no México”, diz. A Granta precisou passar por diversas inspeções governamentais e preencher pilhas de documentos para obter todas as licenças necessárias. Mas, depois de dois anos de espera, a empresa recebeu as aprovações do governo mexicano. Logo após, um médico local entrou em contato com Monroy e a Granta conseguiu sua primeira paciente.
Tratamento de traumas graves na cabeça
Adriana tinha uma vida normal na Cidade do México com o marido e a família quando teve um aneurisma cerebral com perigo de morte. A cirurgia para corrigir o dano falhou. Os médicos precisaram fazer uma craniotomia, que é um procedimento para remover parte do crânio para aliviar a pressão no cérebro e salvar a vida dela.
Para substituir o osso, ela recebeu inicialmente um implante craniano feito de PMMA (polimetilmetacrilato), um acrílico que é moldado ao crânio do paciente durante a cirurgia. No entanto, esse material é suscetível ao crescimento de bactérias e à absorção de água. Adriana sofreu uma infecção secundária por causa do implante de PMMA e precisou de uma cirurgia de emergência para removê-lo.
Um modelo 3D do crânio de Adriana, gerado de dados de tomografia computadorizada, mostra a quantidade significativa de osso que foi perdida por complicações de um aneurisma cerebral.
Como seu crânio não tinha o suporte e a proteção de um implante, a saúde de Adriana continuou piorando. Após um ano, ela tinha perdido a fala e o controle do lado esquerdo do corpo. Desesperada por uma solução, sua família, preocupada, agarrou-se à oportunidade de trabalhar com a Granta.
Um implante personalizado criado com CAD
O implante de que Adriana precisava “era muito, muito difícil porque não era um implante pequeno,” diz Martín Carcaño, chefe de projetos biomédicos da Granta. “É praticamente metade do crânio, então foi desafiador.” Monroy e Carcaño começaram a trabalhar no implante depois de receber uma tomografia computadorizada do médico, que foi convertida em dados de nuvem de pontos. Eles então usaram Netfabb (inglês) para preparar o arquivo para importá-lo para o software de projeto. Usando Inventor e Fusion 360 (inglês), foi projetado um implante personalizado para se ajustar ao tamanho e à forma exatos do crânio de Adriana.
Em seguida, eles imprimiram um modelo em 3D do crânio e do implante, depois revisaram o protótipo e o arquivo digital com o médico para fazer modificações. “Imagine projetar algo com 0,05 mm de tolerância no ajuste, sem ter acesso à parte em si,” diz Carcaño. “É um crânio humano. Não se pode simplesmente cortar o tecido e tirar as medidas. Dependemos totalmente de dados digitais. Não há espaço para erro; um erro e é o fim.”
Renderização do crânio de Adriana com o projeto do implante.
Depois de finalizar o projeto, o próximo desafio era fabricar o implante, com seu complexo formato orgânico. "Usamos um material que é completamente biocompatível chamado PEEK – poli(éter-éter-cetona)", diz Monroy. “Uma de suas propriedades é que o corpo não atacará o material e ele não causará uma infecção.”
Usando PowerMill (inglês), a equipe da Granta fresou o PEEK com uma máquina CNC de cinco eixos para coincidir com o modelo em 3D. Para garantir a precisão do ajuste, a equipe digitalizou o implante em 3D com ReCap (inglês), o que cria um modelo virtual da peça física para comparar com o arquivo do projeto digital. Com tudo emparelhado, o implante foi enviado para o hospital para ser esterilizado e preparado para a cirurgia de Adriana.
O implante de Adriana foi fresado com precisão no PEEK, um material polímero plástico, usando uma máquina CNC de cinco eixos.
Do digital para a realidade
A cirurgia para colocar o implante de Adriana, denominada cranioplastia, ocorreu em 18 de setembro de 2018, no Hospital Español na Cidade do México. Uma cranioplastia geralmente leva seis horas ou mais com um implante craniano tradicionalmente projetado e fabricado, pois exige que o neurocirurgião gaste uma quantidade significativa de tempo moldando-o para ajustá-lo.
Com o implante da Granta, projetado desde o início para um ajuste perfeito, todo o processo cirúrgico levou menos de três horas. “Nesse momento, tudo se tornou muito real,” diz Monroy. “Poder ver o implante fixado ao crânio dela em menos de quatro minutos e de modo perfeito, sem nenhuma complicação. Não pude acreditar. Tudo fez sentido.”
Após a cirurgia, as condições de Adriana começaram a melhorar. Monroy e Carcaño foram encontrá-la na recuperação no dia seguinte. “Ela me recebeu com um enorme sorriso e disse, 'Obrigada pelo que você fez por mim. Você mudou minha vida'”, diz Monroy. “E, na realidade, é o contrário.”
Carcaño e Monroy visitam Adriana durante a reabilitação pós-cirúrgica.
"Durante toda minha vida, fiz engenharia de projetos para produtos comerciais: automotivos, projetos de produtos”, diz Carcaño. “Sim, você acha que tem um impacto no mundo, que está projetando materiais que as pessoas estão usando. Mas quando você projeta algo que é tão importante para um ser humano, uma peça da qual ele depende para viver, isso muda a vida.”
O futuro da Granta
Desde a cirurgia de Adriana, a equipe da Granta já ajudou mais pacientes. Mais quatro pessoas já receberam implantes personalizados, e diversos outros casos estão em desenvolvimento. Monroy também está animado com a exploração de novas tecnologias e materiais, incluindo a impressão em 3D diretamente em PEEK e em titânio. “Isso é algo que eu estava discutindo com um cirurgião maxillofacial, para pessoas que perdem parte da mandíbula por causa de um tumor”, diz. “Preciso apenas encontrar a combinação certa de materiais.”
À medida que a empresa se desenvolve, "eu não quero pensar na Granta apenas como uma empresa de implantes”, diz Monroy. "Estamos pensando no próximo passo, no que mais podemos fazer com essa tecnologia que nos permitirá ajudar outras pessoas. Queremos mudar as vidas das pessoas e melhorar a forma como elas vivem."